Sinteru adwaith
Yr adwaith sintrocerameg silicon carbidMae'r broses gynhyrchu yn cynnwys cywasgu cerameg, cywasgu asiant treiddio fflwcs sintro, paratoi cynnyrch cerameg sintro adwaith, paratoi cerameg pren silicon carbid a chamau eraill.
Ffroenell silicon carbid sintro adwaith
Yn gyntaf, 80-90% o bowdr ceramig (sy'n cynnwys un neu ddau bowdr opowdr silicon carbida phowdr boron carbid), mae 3-15% o bowdr ffynhonnell carbon (sy'n cynnwys un neu ddau o garbon du a resin ffenolaidd) a 5-15% o asiant mowldio (resin ffenolaidd, polyethylen glycol, hydroxymethyl cellulose neu baraffin) yn cael eu cymysgu'n gyfartal gan ddefnyddio melin bêl i gael powdr cymysg, sy'n cael ei sychu trwy chwistrellu a'i gronynnu, ac yna'n cael ei wasgu mewn mowld i gael compact ceramig gyda gwahanol siapiau penodol.
Yn ail, cymysgir 60-80% o bowdr silicon, 3-10% o bowdr silicon carbid a 37-10% o bowdr boron nitrid yn gyfartal, a'u gwasgu mewn mowld i gael cryno asiant treiddio fflwcs sinteru.
Yna caiff y crynodeb ceramig a'r crynodeb treiddio sinteredig eu pentyrru gyda'i gilydd, a chodir y tymheredd i 1450-1750 ℃ mewn ffwrnais gwactod gyda gradd gwactod o ddim llai na 5 × 10-1 Pa ar gyfer sintro a chadw gwres am 1-3 awr i gael cynnyrch ceramig sinteredig adwaith. Caiff y gweddillion treiddio ar wyneb y ceramig sinteredig eu tynnu trwy dapio i gael dalen ceramig drwchus, a chynhelir siâp gwreiddiol y crynodeb.
Yn olaf, mabwysiadir y broses sinteru adwaith, hynny yw, mae silicon hylif neu aloi silicon gyda gweithgaredd adwaith ar dymheredd uchel yn treiddio i'r bwlch ceramig mandyllog sy'n cynnwys carbon o dan weithred grym capilarïaidd, ac yn adweithio â'r carbon ynddo i ffurfio carbid silicon, a fydd yn ehangu o ran cyfaint, ac mae'r mandyllau sy'n weddill yn cael eu llenwi â silicon elfennol. Gall y bwlch ceramig mandyllog fod yn garbon pur neu ddeunydd cyfansawdd silicon carbid/seiliedig ar garbon. Ceir y cyntaf trwy halltu a pyrolygu resin organig, ffurfiwr mandyllau a thoddydd yn gatalyddol. Ceir yr olaf trwy pyrolygu gronynnau silicon carbid/deunyddiau cyfansawdd sy'n seiliedig ar resin i gael deunyddiau cyfansawdd silicon carbid/seiliedig ar garbon, neu drwy ddefnyddio α-SiC a phowdr carbon fel deunyddiau cychwyn a defnyddio proses wasgu neu fowldio chwistrellu i gael y deunydd cyfansawdd.
Sinterio di-bwysau
Gellir rhannu'r broses sinteru di-bwysau o silicon carbide yn sinteru cyfnod solet a sinteru cyfnod hylif. Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae'r ymchwil arcerameg silicon carbidgartref a thramor wedi canolbwyntio'n bennaf ar sinteru cyfnod hylif. Y broses o baratoi cerameg yw: melino pêl deunydd cymysg–> gronynniad chwistrellu–> gwasgu sych–> solidio corff gwyrdd–> sinteru gwactod.
Cynhyrchion silicon carbid sinter di-bwysau
Ychwanegwch 96-99 rhan o bowdr ultra-fân silicon carbid (50-500nm), 1-2 rhan o bowdr ultra-fân boron carbid (50-500nm), 0.2-1 rhan o borid nano-titaniwm (30-80nm), 10-20 rhan o resin ffenolaidd hydawdd mewn dŵr, a 0.1-0.5 rhan o wasgarydd effeithlonrwydd uchel i'r felin bêl ar gyfer melino bêl a chymysgu am 24 awr, a rhowch y slyri cymysg mewn casgen gymysgu i'w droi am 2 awr i gael gwared â swigod yn y slyri.
Caiff y cymysgedd uchod ei chwistrellu i'r tŵr gronynniad, a cheir y powdr gronynniad gyda morffoleg gronynnau da, hylifedd da, ystod ddosbarthu gronynnau gul a lleithder cymedrol trwy reoli'r pwysau chwistrellu, tymheredd mewnfa aer, tymheredd allfa aer a maint gronynnau'r ddalen chwistrellu. Y trawsnewidiad amledd allgyrchol yw 26-32, tymheredd mewnfa aer yw 250-280 ℃, tymheredd allfa aer yw 100-120 ℃, a phwysedd mewnfa slyri yw 40-60.
Rhoddir y powdr gronynniad uchod mewn mowld carbid smentio i'w wasgu i gael corff gwyrdd. Y dull gwasgu yw pwysau dwyffordd, ac mae tunelledd pwysau'r offeryn peiriant yn 150-200 tunnell.
Rhoddir y corff gwyrdd wedi'i wasgu mewn popty sychu i'w sychu a'i halltu i gael corff gwyrdd gyda chryfder corff gwyrdd da.
Mae'r corff gwyrdd wedi'i wella uchod wedi'i osod mewncrwsibl graffita'i drefnu'n agos ac yn daclus, ac yna rhoddir y crochenwaith graffit gyda'r corff gwyrdd mewn ffwrnais sinteru gwactod tymheredd uchel i'w danio. Y tymheredd tanio yw 2200-2250 ℃, a'r amser inswleiddio yw 1-2 awr. Yn olaf, ceir cerameg silicon carbid sinteredig di-bwysau perfformiad uchel.
Sinterio cyfnod solet
Gellir rhannu'r broses sinteru di-bwysau ar gyfer carbid silicon yn sinteru cyfnod solet a sinteru cyfnod hylif. Mae sinteru cyfnod hylif yn gofyn am ychwanegu ychwanegion sinteru, fel ychwanegion deuaidd a theraidd Y2O3, i wneud i SiC a'i ddeunyddiau cyfansawdd gyflwyno sinteru cyfnod hylif a chyflawni dwysáu ar dymheredd is. Mae'r dull paratoi ar gyfer cerameg carbid silicon sinteru cyfnod solet yn cynnwys cymysgu deunyddiau crai, gronynniad chwistrellu, mowldio, a sinteru gwactod. Mae'r broses gynhyrchu benodol fel a ganlyn:
Rhoddir 70-90% o silicon carbid α ismicron (200-500nm), 0.1-5% o boron carbid, 4-20% o resin, a 5-20% o rwymwr organig mewn cymysgydd ac ychwanegir dŵr pur ato ar gyfer cymysgu gwlyb. Ar ôl 6-48 awr, caiff y slyri cymysg ei basio trwy ridyll rhwyll 60-120;
Caiff y slyri wedi'i hidlo ei gronynnu drwy chwistrell drwy dŵr gronynnu chwistrellu. Tymheredd mewnfa'r tŵr gronynnu chwistrellu yw 180-260℃, a thymheredd yr allfa yw 60-120℃; dwysedd swmp y deunydd gronynnog yw 0.85-0.92g/cm3, hylifedd yw 8-11s/30g; caiff y deunydd gronynnog ei hidlo drwy ridyll rhwyll 60-120 i'w ddefnyddio'n ddiweddarach;
Dewiswch fowld yn ôl siâp y cynnyrch a ddymunir, llwythwch y deunydd gronynnog i mewn i geudod y mowld, a pherfformiwch fowldio cywasgu tymheredd ystafell ar bwysedd o 50-200MPa i gael corff gwyrdd; neu rhowch y corff gwyrdd ar ôl mowldio cywasgu i ddyfais gwasgu isostatig, perfformiwch wasgu isostatig ar bwysedd o 200-300MPa, a chael corff gwyrdd ar ôl gwasgu eilaidd;
Rhowch y corff gwyrdd a baratowyd yn y camau uchod i mewn i ffwrnais sintro gwactod ar gyfer sintro, a'r un cymwys yw'r cerameg silicon carbid gorffenedig sy'n atal bwledi; yn y broses sintro uchod, gwagio'r ffwrnais sintro yn gyntaf, a phan fydd y radd gwactod yn cyrraedd 3-5 × 10-2 Ar ôl Pa, mae'r nwy anadweithiol yn cael ei basio i'r ffwrnais sintro i bwysau arferol ac yna'n cael ei gynhesu. Y berthynas rhwng tymheredd gwresogi ac amser yw: tymheredd ystafell i 800 ℃, 5-8 awr, cadw gwres am 0.5-1 awr, o 800 ℃ i 2000-2300 ℃, 6-9 awr, cadw gwres am 1 i 2 awr, ac yna ei oeri gyda'r ffwrnais a'i ollwng i dymheredd ystafell.
Microstrwythur a ffin grawn silicon carbid wedi'i sinteru ar bwysau arferol
Yn fyr, mae gan serameg a weithgynhyrchir trwy broses sinteru poeth berfformiad gwell, ond mae'r gost gynhyrchu hefyd yn cynyddu'n fawr; mae gan serameg a baratoir trwy sinteru di-bwysau ofynion deunydd crai uwch, tymheredd sinteru uchel, newidiadau mawr i faint cynnyrch, proses gymhleth a pherfformiad isel; mae gan gynhyrchion serameg a gynhyrchir trwy broses sinteru adwaith ddwysedd uchel, perfformiad gwrth-balistig da, a chost paratoi gymharol isel. Mae gan wahanol brosesau paratoi sinteru serameg silicon carbid eu manteision a'u hanfanteision eu hunain, a bydd y senarios cymhwyso hefyd yn wahanol. Y polisi gorau yw dewis y dull paratoi cywir yn ôl y cynnyrch a dod o hyd i gydbwysedd rhwng cost isel a pherfformiad uchel.
Amser postio: Hydref-29-2024