Sintering reaksi
Reaksi sinteringkeramik silikon karbidaProses produksi kalebu pemadatan keramik, pemadatan agen infiltrasi fluks sintering, persiapan produk keramik sintering reaksi, persiapan keramik kayu silikon karbida lan langkah-langkah liyane.
Nozzle silikon karbida sintering reaksi
Kapisan, 80-90% bubuk keramik (sing kasusun saka siji utawa loro bubuk sakabubuk silikon karbidalan bubuk boron karbida), 3-15% bubuk sumber karbon (sing kasusun saka siji utawa loro karbon ireng lan resin fenolik) lan 5-15% agen pencetak (resin fenolik, polietilen glikol, hidroksimetil selulosa utawa parafin) dicampur rata nggunakake ball mill kanggo entuk bubuk campuran, sing disemprot lan digranulasi, banjur dipencet ing cetakan kanggo entuk keramik kompak kanthi macem-macem bentuk tartamtu.
Kapindho, bubuk silikon 60-80%, bubuk silikon karbida 3-10%, lan bubuk boron nitrida 37-10% dicampur rata, lan dipencet ing cetakan kanggo entuk agen infiltrasi fluks sintering sing kompak.
Kompak keramik lan kompak infiltrat sing disinter banjur ditumpuk dadi siji, lan suhune diunggahake dadi 1450-1750℃ ing tungku vakum kanthi derajat vakum paling ora 5×10-1 Pa kanggo sintering lan pengawetan panas sajrone 1-3 jam kanggo entuk produk keramik sinter reaksi. Residu infiltrat ing permukaan keramik sinter diilangi kanthi cara diketuk kanggo entuk lembaran keramik sing kandhel, lan bentuk asli kompak tetep dijaga.
Pungkasan, proses sintering reaksi diadopsi, yaiku, silikon cair utawa paduan silikon kanthi aktivitas reaksi ing suhu dhuwur nyusup menyang kosong keramik berpori sing ngemot karbon ing sangisore tumindak gaya kapiler, lan reaksi karo karbon ing njero kanggo mbentuk silikon karbida, sing bakal ngembang volume, lan pori-pori sing isih ana diisi karo silikon unsur. Kosong keramik berpori bisa dadi karbon murni utawa bahan komposit berbasis silikon karbida/karbon. Sing pertama dipikolehi kanthi cara ngobati lan pirolisis resin organik, pembentuk pori lan pelarut kanthi katalitik. Sing terakhir dipikolehi kanthi pirolisis partikel silikon karbida/bahan komposit berbasis resin kanggo entuk bahan komposit berbasis silikon karbida/karbon, utawa kanthi nggunakake α-SiC lan bubuk karbon minangka bahan wiwitan lan nggunakake proses pengepresan utawa pencetakan injeksi kanggo entuk bahan komposit.
Sintering tanpa tekanan
Proses sintering tanpa tekanan saka silikon karbida bisa dipérang dadi sintering fase padat lan sintering fase cair. Ing taun-taun pungkasan, riset babagankeramik silikon karbidaing njero lan njaba negeri utamane fokus ing sintering fase cair. Proses persiapan keramik yaiku: panggilingan bal bahan campuran–>granulasi semprot–>pencetan garing–>pemadatan awak ijo–>sintering vakum.
Produk silikon karbida sinter tanpa tekanan
Tambahna 96-99 bagean bubuk ultrahalus silikon karbida (50-500nm), 1-2 bagean bubuk ultrahalus boron karbida (50-500nm), 0,2-1 bagean nano-titanium borida (30-80nm), 10-20 bagean resin fenolik sing larut ing banyu, lan 0,1-0,5 bagean dispersan efisiensi dhuwur menyang ball mill kanggo ball milling lan pencampuran sajrone 24 jam, lan lebokake bubur campuran menyang tong pencampuran kanggo diaduk sajrone 2 jam kanggo mbusak gelembung ing bubur.
Campuran ing ndhuwur disemprotake menyang menara granulasi, lan bubuk granulasi kanthi morfologi partikel sing apik, fluiditas sing apik, kisaran distribusi partikel sing sempit, lan kelembapan moderat dipikolehi kanthi ngontrol tekanan semprotan, suhu mlebu udara, suhu metu udara, lan ukuran partikel lembaran semprotan. Konversi frekuensi sentrifugal yaiku 26-32, suhu mlebu udara yaiku 250-280℃, suhu metu udara yaiku 100-120℃, lan tekanan mlebu bubur yaiku 40-60.
Bubuk granulasi ing ndhuwur dilebokake ing cetakan karbida semen kanggo dipencet supaya entuk awak ijo. Cara pengepresan yaiku tekanan bidirectional, lan tonase tekanan mesin yaiku 150-200 ton.
Awak ijo sing wis dipencet dilebokake ing oven pangering kanggo dikeringake lan dikeringake supaya entuk awak ijo kanthi kekuatan awak ijo sing apik.
Awak ijo sing wis diawetake ing ndhuwur dilebokake ingwadah grafitlan disusun kanthi rapet lan rapi, banjur wadhah grafit kanthi awak ijo dilebokake ing tungku sintering vakum suhu dhuwur kanggo diobong. Suhu pembakaran yaiku 2200-2250℃, lan wektu insulasi yaiku 1-2 jam. Pungkasan, keramik silikon karbida sinter tanpa tekanan kinerja dhuwur dipikolehi.
Sintering fase padat
Proses sintering tanpa tekanan saka silikon karbida bisa dipérang dadi sintering fase padat lan sintering fase cair. Sintering fase cair mbutuhake tambahan aditif sintering, kayata aditif biner lan terner Y2O3, kanggo nggawe SiC lan bahan komposite nampilake sintering fase cair lan entuk densifikasi ing suhu sing luwih murah. Cara persiapan keramik silikon karbida sinter fase padat kalebu nyampur bahan mentah, granulasi semprot, pencetakan, lan sintering vakum. Proses produksi spesifik kaya ing ngisor iki:
70-90% silikon karbida α submikron (200-500nm), 0,1-5% boron karbida, 4-20% resin, lan 5-20% pengikat organik dilebokake ing mixer lan ditambahake banyu murni kanggo pencampuran teles. Sawise 6-48 jam, bubur campuran kasebut dilewati liwat saringan 60-120 bolong;
Bubur sing wis diayak disemprotake nganggo granulasi semprotan liwat menara granulasi semprotan. Suhu mlebu menara granulasi semprotan yaiku 180-260℃, lan suhu metune yaiku 60-120℃; kapadhetan massal bahan granulasi yaiku 0,85-0,92g/cm3, fluiditas yaiku 8-11s/30g; bahan granulasi diayak liwat saringan 60-120 bolong kanggo digunakake mengko;
Pilih cetakan miturut wujud produk sing dikarepake, lebokake bahan granular menyang rongga cetakan, lan lakoni cetakan kompresi suhu ruangan kanthi tekanan 50-200MPa kanggo entuk awak ijo; utawa lebokake awak ijo sawise cetakan kompresi menyang piranti pengepres isostatik, lakoni pengepresan isostatik kanthi tekanan 200-300MPa, lan entuk awak ijo sawise pengepresan sekunder;
Lebokake awak ijo sing disiapake ing langkah-langkah ing ndhuwur menyang tungku sintering vakum kanggo sintering, lan sing memenuhi syarat yaiku keramik anti peluru silikon karbida sing wis rampung; ing proses sintering ing ndhuwur, dhisik metu saka tungku sintering, lan nalika derajat vakum tekan 3-5 × 10-2 Sawise Pa, gas inert dilewati menyang tungku sintering menyang tekanan normal banjur dipanasake. Hubungan antarane suhu pemanasan lan wektu yaiku: suhu ruangan nganti 800 ℃, 5-8 jam, pengawetan panas sajrone 0,5-1 jam, saka 800 ℃ nganti 2000-2300 ℃, 6-9 jam, pengawetan panas sajrone 1 nganti 2 jam, banjur didinginkan karo tungku lan diudhunake menyang suhu ruangan.
Mikrostruktur lan wates butir silikon karbida sing disinter ing tekanan normal
Cekakipun, keramik sing diprodhuksi kanthi proses sintering panas nduweni kinerja sing luwih apik, nanging biaya produksi uga mundhak banget; keramik sing disiapake kanthi sintering tanpa tekanan nduweni kabutuhan bahan mentah sing luwih dhuwur, suhu sintering sing dhuwur, owah-owahan ukuran produk sing gedhe, proses sing kompleks lan kinerja sing kurang; produk keramik sing diprodhuksi kanthi proses sintering reaksi nduweni kapadhetan sing dhuwur, kinerja anti-balistik sing apik, lan biaya persiapan sing relatif murah. Macem-macem proses persiapan sintering keramik silikon karbida nduweni kaluwihan lan kekurangane dhewe-dhewe, lan skenario aplikasi uga bakal beda. Iku minangka kabijakan sing paling apik kanggo milih metode persiapan sing tepat miturut produk lan nemokake keseimbangan antarane biaya murah lan kinerja dhuwur.
Wektu kiriman: 29 Okt-2024