Reaktsioonpaagutamine
Reaktsiooni paagutamineränikarbiidi keraamikaTootmisprotsess hõlmab keraamilist tihendamist, paagutamise ja imbumise aine tihendamist, keraamiliste toodete valmistamist reaktsioonipaagutamise ja ränikarbiidi puitkeraamika ettevalmistamisega ning muid etappe.
Reaktsioonpaagutusränikarbiidi otsik
Esiteks 80–90% keraamilist pulbrit (mis koosneb ühest või kahest pulbrist)ränikarbiidi pulberja boorkarbiidipulbrit), 3–15% süsinikuallika pulbrit (mis koosneb ühest või kahest süsinikmustast ja fenoolvaigust) ja 5–15% vormimisainet (fenoolvaik, polüetüleenglükool, hüdroksümetüültselluloos või parafiin) segatakse kuulveskis ühtlaselt, et saada segatud pulber, mis pihustuskuivatatakse ja granuleeritakse ning seejärel pressitakse vormis, et saada mitmesuguste spetsiifiliste kujudega keraamiline kompakt.
Teiseks segatakse ühtlaselt 60–80% ränipulbrit, 3–10% ränikarbiidipulbrit ja 37–10% boornitriidipulbrit ning pressitakse vormi, et saada paagutusvoo infiltratsiooniagensi kompaktne koostis.
Seejärel asetatakse keraamiline kompakt ja paagutatud infiltratsioonikompakt kokku ning temperatuur tõstetakse vaakumahjus vähemalt 5 × 10⁻⁰ Pa rõhu juures temperatuurini 1450–1750 ℃, et saada reaktsioonil paagutatud keraamiline toode ja hoida seda 1–3 tundi temperatuuril. Paagutatud keraamika pinnalt eemaldatakse infiltratsioonijäägid koputades, et saada tihe keraamiline leht, säilitades kompakti algse kuju.
Lõpuks kasutatakse reaktsioonipaagutamise protsessi, st vedel räni või ränisulam, millel on kõrgel temperatuuril reaktsioonivõime, imbub kapillaarjõu mõjul süsinikku sisaldavasse poorse keraamilise tooriku sisse ja reageerib selles oleva süsinikuga, moodustades ränikarbiidi, mis paisub mahult ja ülejäänud poorid täidetakse elementaarse räniga. Poorne keraamiline toorik võib olla puhas süsinik või ränikarbiidi/süsinikupõhine komposiitmaterjal. Esimene saadakse orgaanilise vaigu, poorimoodustaja ja lahusti katalüütilise kõvendamise ja pürolüüsimise teel. Viimane saadakse ränikarbiidi osakeste/vaigupõhiste komposiitmaterjalide pürolüüsimise teel ränikarbiidi/süsinikupõhiste komposiitmaterjalide saamiseks või α-SiC ja süsinikupulbri kasutamise teel lähtematerjalidena ning komposiitmaterjali saamiseks pressimise või survevalu teel.
Surveta paagutamine
Ränikarbiidi rõhuvaba paagutamise protsessi saab jagada tahkefaasiliseks paagutamiseks ja vedelfaasiliseks paagutamiseks. Viimastel aastatel on uuringudränikarbiidi keraamikaNii kodu- kui ka välismaal on ettevõte keskendunud peamiselt vedelfaasilisele paagutamisele. Keraamika ettevalmistusprotsess on järgmine: segamaterjali kuulveski jahvatamine –> pihustusgranuleerimine –> kuivpressimine –> rohelise keha tahkestamine –> vaakumpaagutamine.
Survevabad paagutatud ränikarbiidist tooted
Lisage kuulveskisse 96–99 osa ränikarbiidi ülipeent pulbrit (50–500 nm), 1–2 osa boorkarbiidi ülipeent pulbrit (50–500 nm), 0,2–1 osa nano-titaanboriidi (30–80 nm), 10–20 osa vees lahustuvat fenoolvaiku ja 0,1–0,5 osa suure efektiivsusega dispergeerivat ainet, et seda 24 tundi jahvatada ja segada, ning pange segatud suspensioon segamistünni ja segage 2 tundi, et eemaldada suspensioonist mullid.
Ülaltoodud segu pihustatakse granuleerimistorni ja pihustusrõhu, õhu sisselasketemperatuuri, õhu väljalasketemperatuuri ja pihustuslehe osakeste suuruse reguleerimise teel saadakse hea osakeste morfoloogia, hea voolavuse, kitsa osakeste jaotusvahemiku ja mõõduka niiskusesisaldusega granuleerimispulber. Tsentrifugaalsageduse muundamine on 26–32, õhu sisselasketemperatuur on 250–280 ℃, õhu väljalasketemperatuur on 100–120 ℃ ja suspensiooni sisselaskerõhu väärtus on 40–60.
Ülaltoodud granuleeritud pulber asetatakse rohelise keha saamiseks pressimiseks kõvasulamivormi. Pressimise meetod on kahesuunaline rõhk ja tööpingi survekoormus on 150–200 tonni.
Pressitud roheline keha asetatakse kuivatamiseks ja kõvendamiseks kuivatusahju, et saada hea rohelise keha tugevusega roheline keha.
Ülaltoodud kõvenenud roheline keha asetatakse a-ssegrafiittiigelja asetatakse tihedalt ja korralikult ning seejärel asetatakse rohelise korpusega grafiittiigel põletamiseks kõrgtemperatuurilisse vaakumpaagutusahju. Põlemistemperatuur on 2200–2250 ℃ ja isolatsiooniaeg on 1–2 tundi. Lõpuks saadakse kõrgjõudlusega rõhuvaba paagutatud ränikarbiidikeraamika.
Tahkefaasiline paagutamine
Ränikarbiidi rõhuvaba paagutamise protsessi saab jagada tahkefaasiliseks paagutuseks ja vedelfaasiliseks paagutuseks. Vedelfaasiliseks paagutamiseks on vaja lisada paagutuslisandeid, näiteks binaarseid ja ternaarseid lisandeid Y2O3, et saavutada SiC ja selle komposiitmaterjalide vedelfaasiline paagutamine ja tihendamine madalamal temperatuuril. Tahkefaasilise paagutatud ränikarbiidi keraamika valmistusmeetod hõlmab tooraine segamist, pihustusgranuleerimist, vormimist ja vaakumpaagutamist. Spetsiifiline tootmisprotsess on järgmine:
70–90% submikronilist α-ränikarbiidi (200–500 nm), 0,1–5% boorkarbiidi, 4–20% vaiku ja 5–20% orgaanilist sideainet pannakse segistisse ja lisatakse märgsegamiseks puhast vett. 6–48 tunni pärast lastakse segatud suspensioon läbi 60–120 silmaga sõela;
Sõelutud suspensioon pihustusgranuleeritakse läbi pihustusgranuleerimistorni. Pihustusgranuleerimistorni sisselasketemperatuur on 180–260 ℃ ja väljundtemperatuur 60–120 ℃; granuleeritud materjali puistetihedus on 0,85–0,92 g/cm3, voolavus on 8–11 s/30 g; granuleeritud materjal sõelutakse läbi 60–120 silmaga sõela hilisemaks kasutamiseks.
Valige soovitud tootekujule vastav vorm, laadige granuleeritud materjal vormiõõnsusse ja teostage toatemperatuuril survevormimine rõhul 50–200 MPa, et saada roheline keha; või asetage roheline keha pärast survevormimist isostaatilisse pressimisseadmesse, teostage isostaatiline pressimine rõhul 200–300 MPa ja saage roheline keha pärast teistkordset pressimist;
Eelnevalt ettevalmistatud roheline keha asetatakse paagutamiseks vaakumpaagutusahju ja kvalifitseeritud valmis ränikarbiidist kuulikindel keraamika on sobiv; ülaltoodud paagutamisprotsessis tühjendatakse esmalt paagutusahi ja kui vaakumi aste jõuab 3-5 × 10-2 Pa-ni, juhitakse inertgaas paagutusahju normaalrõhule ja seejärel kuumutatakse. Kuumutamistemperatuuri ja -aja vaheline seos on järgmine: toatemperatuur kuni 800 ℃ 5-8 tundi, hoides seda temperatuuril 0,5-1 tundi, 800 ℃ kuni 2000-2300 ℃ 6-9 tundi, hoides seda temperatuuril 1-2 tundi ja seejärel jahutatakse ahjus toatemperatuurini.
Normaalrõhul paagutatud ränikarbiidi mikrostruktuur ja terade piir
Lühidalt öeldes on kuumpressimise ja paagutamisega valmistatud keraamikal paremad omadused, kuid ka tootmiskulud on oluliselt suuremad; rõhuvaba paagutamisega valmistatud keraamikal on suuremad toorainenõuded, kõrge paagutamistemperatuur, suured toote suuruse muutused, keeruline protsess ja madal jõudlus; reaktsioonpaagutamisega toodetud keraamikatoodetel on suur tihedus, hea antiballistiline jõudlus ja suhteliselt madalad ettevalmistuskulud. Ränikarbiidkeraamika erinevatel paagutamise ettevalmistusprotsessidel on oma eelised ja puudused ning ka rakendusstsenaariumid on erinevad. Parim poliitika on valida õige ettevalmistusmeetod vastavalt tootele ja leida tasakaal madala hinna ja kõrge jõudluse vahel.
Postituse aeg: 29. okt 2024