Το καρβίδιο του πυριτίου με πυροσυσσωματωμένη αντίδραση είναι ένα σημαντικό υλικό υψηλής θερμοκρασίας, με υψηλή αντοχή, υψηλή σκληρότητα, υψηλή αντοχή στη φθορά, υψηλή αντοχή στη διάβρωση και υψηλή αντοχή στην οξείδωση και άλλες εξαιρετικές ιδιότητες, χρησιμοποιείται ευρέως σε μηχανήματα, αεροδιαστημική, χημική βιομηχανία, ενέργεια και άλλους τομείς.
1. Προετοιμασία πρώτων υλών
Η παρασκευή πρώτων υλών από αντιδραστικό πυροσυσσωματωμένο καρβίδιο του πυριτίου είναι κυρίως σκόνη άνθρακα και πυριτίου, από την οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί μια ποικιλία ουσιών που περιέχουν άνθρακα, όπως ο οπτάνθρακας άνθρακα, ο γραφίτης, ο ξυλάνθρακας κ.λπ., η σκόνη πυριτίου επιλέγεται συνήθως με μέγεθος σωματιδίων 1-5 μm σκόνης πυριτίου υψηλής καθαρότητας. Πρώτον, ο άνθρακας και η σκόνη πυριτίου αναμειγνύονται σε μια ορισμένη αναλογία, προσθέτοντας μια κατάλληλη ποσότητα συνδετικού υλικού και παράγοντα ροής και ανακατεύοντας ομοιόμορφα. Το μείγμα στη συνέχεια τοποθετείται σε μύλο σφαιρών για άλεση με σφαιρίδια για περαιτέρω ομοιόμορφη ανάμειξη και άλεση μέχρι το μέγεθος των σωματιδίων να είναι μικρότερο από 1 μm.
2. Διαδικασία χύτευσης
Η διαδικασία χύτευσης είναι ένα από τα βασικά βήματα στην κατασκευή καρβιδίου του πυριτίου. Οι συνήθεις διαδικασίες χύτευσης είναι η χύτευση με πίεση, η χύτευση με αρμολόγηση και η στατική χύτευση. Η χύτευση με πίεση σημαίνει ότι το μείγμα τοποθετείται στο καλούπι και διαμορφώνεται με μηχανική πίεση. Η χύτευση με αρμολόγηση αναφέρεται στην ανάμειξη του μείγματος με νερό ή οργανικό διαλύτη, στην έγχυση του στο καλούπι μέσω σύριγγας υπό συνθήκες κενού και στη διαμόρφωση του τελικού προϊόντος μετά από παραμονή. Η χύτευση με στατική πίεση αναφέρεται στην παραμονή του μείγματος στο καλούπι, υπό την προστασία κενού ή ατμόσφαιρας για χύτευση με στατική πίεση, συνήθως σε πίεση 20-30MPa.
3. Διαδικασία πυροσυσσωμάτωσης
Η πυροσυσσωμάτωση είναι ένα βασικό βήμα στη διαδικασία κατασκευής καρβιδίου του πυριτίου με πυροσυσσωμάτωση αντίδρασης. Η θερμοκρασία πυροσυσσωμάτωσης, ο χρόνος πυροσυσσωμάτωσης, η ατμόσφαιρα πυροσυσσωμάτωσης και άλλοι παράγοντες επηρεάζουν την απόδοση του καρβιδίου του πυριτίου με πυροσυσσωμάτωση αντίδρασης. Γενικά, η θερμοκρασία πυροσυσσωμάτωσης του καρβιδίου του πυριτίου με πυροσυσσωμάτωση αντίδρασης είναι μεταξύ 2000-2400℃, ο χρόνος πυροσυσσωμάτωσης είναι γενικά 1-3 ώρες και η ατμόσφαιρα πυροσυσσωμάτωσης είναι συνήθως αδρανής, όπως αργό, άζωτο κ.λπ. Κατά τη διάρκεια της πυροσυσσωμάτωσης, το μείγμα θα υποστεί χημική αντίδραση για να σχηματίσει κρυστάλλους καρβιδίου του πυριτίου. Ταυτόχρονα, ο άνθρακας θα αντιδράσει επίσης με αέρια στην ατμόσφαιρα για να παράγει αέρια όπως CO και CO2, τα οποία θα επηρεάσουν την πυκνότητα και τις ιδιότητες του καρβιδίου του πυριτίου. Επομένως, η διατήρηση μιας κατάλληλης ατμόσφαιρας πυροσυσσωμάτωσης και χρόνου πυροσυσσωμάτωσης είναι πολύ σημαντική για την κατασκευή καρβιδίου του πυριτίου με πυροσυσσωμάτωση αντίδρασης.
4. Διαδικασία μετά την επεξεργασία
Το καρβίδιο του πυριτίου που έχει υποστεί πυροσυσσωμάτωση με αντίδραση απαιτεί μια διαδικασία μετεπεξεργασίας μετά την κατασκευή. Συνήθεις διαδικασίες μετεπεξεργασίας είναι η κατεργασία, η λείανση, η στίλβωση, η οξείδωση και ούτω καθεξής. Αυτές οι διαδικασίες έχουν σχεδιαστεί για να βελτιώνουν την ακρίβεια και την ποιότητα της επιφάνειας του καρβιδίου του πυριτίου που έχει υποστεί πυροσυσσωμάτωση με αντίδραση. Μεταξύ αυτών, η διαδικασία λείανσης και στίλβωσης είναι μια κοινή μέθοδος επεξεργασίας, η οποία μπορεί να βελτιώσει το φινίρισμα και την επιπεδότητα της επιφάνειας του καρβιδίου του πυριτίου. Η διαδικασία οξείδωσης μπορεί να σχηματίσει ένα στρώμα οξειδίου για να ενισχύσει την αντοχή στην οξείδωση και τη χημική σταθερότητα του καρβιδίου του πυριτίου που έχει υποστεί πυροσυσσωμάτωση με αντίδραση.
Εν ολίγοις, η παραγωγή καρβιδίου του πυριτίου με αντιδραστική σύντηξη είναι μια σύνθετη διαδικασία που απαιτεί την εκμάθηση μιας ποικιλίας τεχνολογιών και διεργασιών, συμπεριλαμβανομένης της προετοιμασίας πρώτων υλών, της διαδικασίας χύτευσης, της διαδικασίας σύντηξης και της διαδικασίας μετεπεξεργασίας. Μόνο με την ολοκληρωμένη εκμάθηση αυτών των τεχνολογιών και διεργασιών μπορούν να παραχθούν υλικά καρβιδίου του πυριτίου υψηλής ποιότητας που έχουν υποστεί αντιδραστική σύντηξη, ώστε να καλύπτουν τις ανάγκες διαφόρων πεδίων εφαρμογής.
Ώρα δημοσίευσης: 06 Ιουλίου 2023