Erreakziozko sinterizazioa
Erreakziozko sinterizazioasilizio karburo zeramikaEkoizpen-prozesuak zeramikaren trinkotzea, sinterizazio-fluxuaren infiltrazio-agentearen trinkotzea, erreakzio-sinterizazioko zeramikazko produktuen prestaketa, silizio karburozko egurrezko zeramikaren prestaketa eta beste urrats batzuk barne hartzen ditu.
Erreakziozko sinterizazio silizio karburozko tobera
Lehenik eta behin, zeramikazko hautsaren % 80-90a (hauts batez edo biz osatua)silizio karburo hautsaeta boro karburo hautsa), karbono iturri hautsaren % 3-15 (karbono beltzez eta erretxina fenolikoz edo biz osatua) eta moldekatze-agentearen % 5-15 (erretxina fenolikoa, polietilen glikola, hidroximetil zelulosa edo parafina) nahasten dira bola-errota bat erabiliz, hauts nahasi bat lortzeko. Hauts hori ihinztadura bidez lehortu eta pikortu egiten da, eta ondoren molde batean prentsatzen da forma espezifiko desberdinak dituen zeramikazko trinkoa lortzeko.
Bigarrenik, % 60-80 silizio hautsa, % 3-10 silizio karburo hautsa eta % 37-10 boro nitruro hautsa nahasten dira uniformeki, eta molde batean prentsatzen dira sinterizazio-fluxu infiltrazio-agente trinkoa lortzeko.
Zeramikazko trinkoa eta sinterizatutako infiltratzaile trinkoa elkarrekin pilatzen dira, eta tenperatura 1450-1750 ℃-ra igotzen da huts-labe batean, gutxienez 5 × 10-1 Pa-ko hutsune-graduarekin, sinterizaziorako eta beroan 1-3 orduz mantentzeko, erreakzio bidezko sinterizatutako zeramikazko produktu bat lortzeko. Sinterizatutako zeramikaren gainazalean dagoen infiltratzaile-hondakina kolpatuz kentzen da zeramikazko xafla trinko bat lortzeko, eta trinkoaren jatorrizko forma mantentzen da.
Azkenik, erreakzio-sinterizazio prozesua erabiltzen da, hau da, tenperatura altuan erreakzio-jarduera duen silizio likidoa edo silizio aleazioa karbonoa duen zeramika porotsu hutsean sartzen da kapilaritate-indarraren eraginez, eta bertan dagoen karbonoarekin erreakzionatzen du silizio karburoa sortzeko, bolumenean hedatuko dena, eta gainerako poroak silizio elementalarekin betetzen dira. Zeramika porotsu hutsa karbono purua edo silizio karburoa/karbonoan oinarritutako material konposatua izan daiteke. Lehenengoa erretxina organiko bat, poro-sortzaile bat eta disolbatzaile bat sendatu eta pirolizatuz lortzen da katalitikoki. Bigarrena silizio karburo partikulak/erretxinan oinarritutako material konposatuak pirolizatuz lortzen da silizio karburoa/karbonoan oinarritutako material konposatuak lortzeko, edo α-SiC eta karbono hautsa hasierako material gisa erabiliz eta prentsatze- edo injekzio-moldeketa-prozesu bat erabiliz material konposatua lortzeko.
Presio gabeko sinterizazioa
Silizio karburoaren presio gabeko sinterizazio prozesua fase solidoko sinterizazioan eta fase likidoko sinterizazioan bana daiteke. Azken urteotan, ikerketa...silizio karburo zeramikakEtxean zein atzerrian batez ere fase likidoko sinterizazioan zentratu da. Zeramika prestatzeko prozesua hau da: material mistoko bola-fresatze->ihinztadura->lehorrerako prentsaketa->gorputz berdearen solidotzea->hutsean sinterizazioa.
Presio gabeko silizio karburo sinterizatutako produktuak
Gehitu 96-99 zati silizio karburo hauts ultrafin (50-500nm), 1-2 zati boro karburo hauts ultrafin (50-500nm), 0,2-1 zati nano-titanio boruro (30-80nm), 10-20 zati uretan disolbagarri den erretxina fenoliko eta 0,1-0,5 zati eraginkortasun handiko dispertsatzaile bola-errotari, bola-errota egiteko eta 24 orduz nahasteko, eta jarri nahasketa-nahasketa-upel batean 2 orduz irabiatzeko, nahasketa-burbuilak kentzeko.
Goiko nahasketa granulazio-dorrera ihinztatzen da, eta partikula-morfologia ona, jariakortasun ona, partikula-banaketa-tarte estua eta hezetasun moderatua dituen granulazio-hautsa lortzen da ihinztadura-presioa, airearen sarrera-tenperatura, airearen irteera-tenperatura eta ihinztadura-xaflaren partikulen tamaina kontrolatuz. Zentrifugoen maiztasunaren bihurketa 26-32 da, airearen sarrera-tenperatura 250-280 ℃, airearen irteera-tenperatura 100-120 ℃ eta lohiaren sarrera-presioa 40-60 da.
Goiko granulazio-hautsa karburo zementatuzko molde batean jartzen da prentsatzeko, gorputz berde bat lortzeko. Prentsatzeko metodoa bi norabideko presioa da, eta makina-erremintaren presio-tonaia 150-200 tonakoa da.
Prentsatutako gorputz berdea lehortzeko labe batean sartzen da lehortzeko eta ontzeko, gorputz berdearen erresistentzia ona duen gorputz berde bat lortzeko.
Goian sendatutako gorputz berdea batean jartzen dagrafitozko krisoleta estu eta txukun antolatuta, eta ondoren, gorputz berdea duen grafitozko gurutzadura tenperatura altuko hutsean sinterizatzeko labe batean sartzen da erretzeko. Erretzeko tenperatura 2200-2250 ℃ da, eta isolamendu denbora 1-2 ordukoa. Azkenik, errendimendu handiko presio gabeko silizio karburo sinterizatuko zeramikak lortzen dira.
Fase solidoko sinterizazioa
Silizio karburoaren presio gabeko sinterizazio prozesua fase solidoko sinterizazioan eta fase likidoko sinterizazioan bana daiteke. Fase likidoko sinterizazioak sinterizazio-gehigarriak gehitzea eskatzen du, hala nola Y2O3 gehigarri bitarrak eta hirutarrak, SiC-k eta bere material konposatuek fase likidoko sinterizazioa izan dezaten eta tenperatura baxuagoan dentsifikazioa lortzeko. Fase solidoko silizio karburo sinterizatuko zeramikak prestatzeko metodoak lehengaien nahasketa, ihinztadura-granulazioa, moldeatzea eta hutsean sinterizazioa barne hartzen ditu. Ekoizpen-prozesu espezifikoa honako hau da:
% 70-90 mikroi azpiko α silizio karburoa (200-500 nm), % 0,1-5 boro karburoa, % 4-20 erretxina eta % 5-20 aglutinatzaile organikoa nahasgailu batean jartzen dira eta ur purua gehitzen zaie nahasketa hezea egiteko. 6-48 ordu igaro ondoren, nahasketa-lohia 60-120 sareko bahe batetik pasatzen da;
Bahetutako lohia ihinztadura-granulazio-dorre baten bidez ihinztatze-granulazio bidezko granulazio-puntutik ihinztatzen da. Ihinztadura-granulazio-dorrearen sarrera-tenperatura 180-260 ℃-koa da, eta irteera-tenperatura 60-120 ℃-koa; material granulatuaren dentsitate masikoa 0,85-0,92 g/cm3-koa da, jariakortasuna 8-11 s/30 g-koa; material granulatua 60-120 sareko bahe baten bidez bahetzen da geroago erabiltzeko;
Aukeratu molde bat nahi den produktuaren formaren arabera, sartu material granulatua moldearen barrunbean eta egin giro-tenperaturan konpresio-moldeaketa 50-200MPa-ko presioan gorputz berde bat lortzeko; edo jarri gorputz berdea konpresio-moldeaketa egin ondoren prentsatze isostatikoko gailu batean, egin prentsatze isostatikoa 200-300MPa-ko presioan eta lortu gorputz berde bat bigarren prentsatu ondoren;
Sartu goiko urratsetan prestatutako gorputz berdea hutsean sinterizatzeko labe batean sinterizatzeko, eta kualifikatua amaitutako silizio karburozko bala-erresistente zeramika da; goiko sinterizazio prozesuan, lehenik hustu sinterizazio labea, eta hutsune maila 3-5 × 10-2-ra iristen denean Pa ondoren, gas geldoa sinterizazio labera pasatzen da presio normalera eta gero berotzen da. Berotze tenperaturaren eta denboraren arteko erlazioa hau da: giro-tenperaturatik 800 ℃-ra, 5-8 ordu, bero mantentzea 0,5-1 orduz, 800 ℃-tik 2000-2300 ℃-ra, 6-9 ordu, bero mantentzea 1-2 orduz, eta gero labean hoztu eta giro-tenperaturara jaitsi.
Presio normalean sinterizatutako silizio karburoaren mikroegitura eta ale-muga
Laburbilduz, sinterizazio prozesu beroaren bidez fabrikatutako zeramikei errendimendu hobea ematen zaie, baina ekoizpen kostua ere asko handitzen da; presio gabeko sinterizazio bidez prestatutako zeramikei lehengaien behar handiagoak, sinterizazio tenperatura altua, produktuaren tamaina aldaketa handiak, prozesu konplexua eta errendimendu baxua behar dira; erreakziozko sinterizazio prozesuaren bidez ekoitzitako zeramikazko produktuek dentsitate handia, errendimendu antibalistiko ona eta prestaketa kostu nahiko baxua dute. Silizio karburozko zeramiken sinterizazio prestaketa prozesu ezberdinek abantailak eta desabantailak dituzte, eta aplikazio eszenatokiak ere desberdinak izango dira. Politika onena produktuaren arabera prestaketa metodo egokia aukeratzea eta kostu baxuaren eta errendimendu handiaren arteko oreka aurkitzea da.
Argitaratze data: 2024ko urriaren 29a