სილიციუმის კარბიდის რეაქტიული სინთეზირება მაღალი ხარისხის კერამიკული მასალების წარმოებისთვის მნიშვნელოვანი მეთოდია. ეს მეთოდი იყენებს ნახშირბადის და სილიციუმის წყაროების თერმულ დამუშავებას მაღალ ტემპერატურაზე, რათა ისინი რეაქციაში შევიდნენ და სილიციუმის კარბიდის კერამიკა წარმოიქმნას.
1. ნედლეულის მომზადება. რეაქციაში შეწოვილი სილიციუმის კარბიდის ნედლეული მოიცავს ნახშირბადის წყაროს და სილიციუმის წყაროს. ნახშირბადის წყარო, როგორც წესი, არის ნახშირბადის შავი ნახშირბადი ან ნახშირბადის შემცველი პოლიმერი, ხოლო სილიციუმის წყარო არის ფხვნილისებრი სილიციუმი. ეს ნედლეული უნდა დაქუცმაცდეს, გაიწმინდოს და შეერიოს ნაწილაკების ერთგვაროვანი ზომის უზრუნველსაყოფად, ამასთანავე უნდა გაკონტროლდეს მათი ქიმიური შემადგენლობა, რათა თერმული დამუშავების დროს მივიღოთ მაღალი ხარისხის სილიციუმის კარბიდის კერამიკა.
2. ფორმირება. შერეული ნედლეული მოათავსეთ ჩამოსხმულ ყალიბში ჩამოსხმისთვის. ჩამოსხმის მრავალი მეთოდი არსებობს, ძირითადად გამოიყენება პრეს-ჩამოსხმა და ინექციური ჩამოსხმა. პრეს-ჩამოსხმა არის ნედლეულის ფხვნილის წნევის ქვეშ შეკუმშვა ფორმირებისთვის, ხოლო ინექციური ჩამოსხმა არის ნედლეულის შერევა წებოვან ნივთიერებასთან, რომელიც შპრიცის საშუალებით იფრქვევა ყალიბში ფორმირებისთვის. ფორმირების შემდეგ, აუცილებელია ყალიბიდან კერამიკული ნაჭრის მოსაშორებლად ყალიბიდან ყალიბიდან ამოღების დამუშავება.
3. თერმული დამუშავება. ჩამოყალიბებული კერამიკული კორპუსი მოთავსებულია თერმული დამუშავების ღუმელში შედუღებისთვის. შედუღების პროცესი იყოფა ორ ეტაპად: კარბონიზაციის ეტაპი და შედუღების ეტაპი. კარბონიზაციის ეტაპზე კერამიკული კორპუსი თბება მაღალ ტემპერატურამდე (ჩვეულებრივ 1600°C-ზე მეტს) ინერტული ატმოსფეროს ქვეშ და ნახშირბადის წყარო რეაგირებს სილიციუმის წყაროსთან სილიციუმის კარბიდის წარმოსაქმნელად. შედუღების ეტაპზე ტემპერატურა იზრდება უფრო მაღალ ტემპერატურამდე (ჩვეულებრივ 1900°C-ზე მეტს), რაც იწვევს რეკრისტალიზაციას და სილიციუმის კარბიდის ნაწილაკებს შორის დენსიფიკაციას. ამ გზით, სილიციუმის კარბიდის კორპუსის სიმკვრივე კიდევ უფრო უმჯობესდება, ამასთანავე, მნიშვნელოვნად უმჯობესდება მისი სიმტკიცე და ცვეთამედეგობა.
4. დასრულება. სასურველი ფორმისა და ზომის მისაღებად საჭიროა შედუღებული კერამიკული კორპუსის დასრულება. დასრულების მეთოდები მოიცავს დაფქვას, ჭრას, ბურღვას და ა.შ. სილიციუმის კარბიდის მასალის უკიდურესად მაღალი სიმტკიცის გამო, მისი დასრულება რთულია, რაც მოითხოვს მაღალი სიზუსტის სახეხი ხელსაწყოებისა და დამუშავების აღჭურვილობის გამოყენებას.
შეჯამებისთვის, რეაქციაში შეწოვილი სილიციუმის კარბიდის წარმოების პროცესი მოიცავს ნედლეულის მომზადებას, ჩამოსხმას, თერმულ დამუშავებას და დასრულებას. მათ შორის, ძირითადი ეტაპია თერმული დამუშავების პროცესი, რომლის კონტროლიც გადამწყვეტია მაღალი ხარისხის სილიციუმის კარბიდის მასალების მისაღებად. აუცილებელია ტემპერატურის, ატმოსფეროს, შენარჩუნების დროის და თერმული დამუშავების სხვა ფაქტორების კონტროლი, რათა უზრუნველყოფილი იყოს რეაქციის საკმარისი მიმდინარეობა, კრისტალიზაციის სრული მიმდინარეობა და მაღალი სიმკვრივე.
რეაქციაზე შედუღებული სილიციუმის კარბიდის წარმოების პროცესის უპირატესობა ის არის, რომ შესაძლებელია მაღალი სიმტკიცის, მაღალი ცვეთისადმი მდგრადობისა და მაღალი ტემპერატურისადმი სტაბილურობის მქონე კერამიკული მასალების მომზადება. ამ მასალას არა მხოლოდ შესანიშნავი მექანიკური თვისებები აქვს, არამედ შესანიშნავი კოროზიისადმი მდგრადობა და მაღალი ტემპერატურისადმი მდგრადობაც. სილიციუმის კარბიდის მასალების გამოყენება შესაძლებელია სხვადასხვა საინჟინრო ნაწილების, მექანიკური საკეტების, თერმული დამუშავების მოწყობილობების, ღუმელის კერამიკის და ა.შ. წარმოებისთვის. ამავდროულად, სილიციუმის კარბიდის მასალების გამოყენება ასევე შესაძლებელია ნახევარგამტარებში, მზის ენერგიაში, მაგნიტურ მასალებსა და სხვა სფეროებში.
მოკლედ, სილიციუმის კარბიდის რეაქტიული სინთეზირება მაღალი ხარისხის კერამიკული მასალების დასამზადებლად მნიშვნელოვანი მეთოდია. წარმოების პროცესი მოითხოვს თითოეული რგოლის დახვეწილ კონტროლს მაღალი ხარისხის სილიციუმის კარბიდის მასალების მისაღებად. რეაქციულად სინთეზირებულ სილიციუმის კარბიდის მასალებს აქვთ შესანიშნავი მექანიკური თვისებები, კოროზიისადმი მდგრადობა და მაღალი ტემპერატურის თვისებები და აქვთ ფართო გამოყენების პერსპექტივები სხვადასხვა სამრეწველო და სამეცნიერო სფეროში.
გამოქვეყნების დრო: 21 ივლისი-2023