Reakcijas saķepināšana
Reakcijas saķepināšanasilīcija karbīda keramikaRažošanas process ietver keramikas blīvēšanu, sintēzes plūsmas infiltrācijas aģenta blīvēšanu, reakcijas sintēzes keramikas izstrādājumu sagatavošanu, silīcija karbīda koksnes keramikas sagatavošanu un citus soļus.
Reakcijas saķepināšanas silīcija karbīda sprausla
Vispirms 80–90 % keramikas pulvera (kas sastāv no viena vai diviem pulveriemsilīcija karbīda pulverisun bora karbīda pulveri), 3–15 % oglekļa avota pulvera (kas sastāv no viena vai diviem kvēpu un fenola sveķiem) un 5–15 % formēšanas līdzekļa (fenola sveķi, polietilēnglikols, hidroksimetilceluloze vai parafīns) vienmērīgi samaisa, izmantojot lodīšu dzirnavas, lai iegūtu jauktu pulveri, ko žāvē ar izsmidzināšanu un granulē, un pēc tam presē veidnē, lai iegūtu keramikas kompaktu ar dažādām specifiskām formām.
Otrkārt, 60–80 % silīcija pulvera, 3–10 % silīcija karbīda pulvera un 37–10 % bora nitrīda pulvera vienmērīgi sajauc un presē veidnē, lai iegūtu saķepināšanas plūsmas infiltrācijas aģenta kompaktu masu.
Keramikas kompaktu un saķepināto infiltrācijas kompaktu sakrauj kopā, un vakuuma krāsnī ar vakuuma pakāpi ne mazāku par 5 × 10⁻⁷ Pa temperatūru paaugstina līdz 1450–1750 ℃, lai veiktu saķepināšanu un 1–3 stundas saglabātu siltumu, iegūstot reakcijas saķepinātu keramikas izstrādājumu. Infiltrācijas atlikumus no saķepinātās keramikas virsmas noņem, piesitot, lai iegūtu blīvu keramikas loksni, un kompakta sākotnējā forma tiek saglabāta.
Visbeidzot, tiek izmantots reakcijas sintēzes process, proti, šķidrs silīcijs vai silīcija sakausējums ar reakcijas aktivitāti augstā temperatūrā kapilārā spēka ietekmē infiltrējas porainā keramikas sagatavē, kas satur oglekli, un reaģē ar tajā esošo oglekli, veidojot silīcija karbīdu, kas palielinās apjomā, un atlikušās poras tiek piepildītas ar elementāru silīciju. Porainā keramikas sagatave var būt tīra ogle vai silīcija karbīda/oglekļa bāzes kompozītmateriāls. Pirmo iegūst, katalītiski sacietējot un pirolizējot organiskos sveķus, poru veidotāju un šķīdinātāju. Otro iegūst, pirolizējot silīcija karbīda daļiņas/sveķu bāzes kompozītmateriālus, lai iegūtu silīcija karbīda/oglekļa bāzes kompozītmateriālus, vai izmantojot α-SiC un oglekļa pulveri kā izejvielas un izmantojot presēšanas vai iesmidzināšanas formēšanas procesu, lai iegūtu kompozītmateriālu.
Bezspiediena saķepināšana
Silīcija karbīda bezspiediena sintēzes procesu var iedalīt cietfāzes sintēzes un šķidrfāzes sintēzes procesos. Pēdējos gados pētījumi parsilīcija karbīda keramikaGan mājās, gan ārzemēs galvenā uzmanība ir pievērsta šķidrfāzes sintēzei. Keramikas sagatavošanas process ir šāds: jaukta materiāla lodīšu malšana –> izsmidzināšanas granulācija –> sausā presēšana –> svaiga ķermeņa sacietēšana –> vakuuma sintēze.
Bezspiediena saķepināti silīcija karbīda izstrādājumi
Lodīšu dzirnavām 24 stundas pievienojiet 96–99 daļas silīcija karbīda īpaši smalka pulvera (50–500 nm), 1–2 daļas bora karbīda īpaši smalka pulvera (50–500 nm), 0,2–1 daļu nano-titāna borīda (30–80 nm), 10–20 daļas ūdenī šķīstošu fenola sveķu un 0,1–0,5 daļas augstas efektivitātes disperģētāja, un samaisīto suspensiju ievietojiet maisīšanas mucā maisīšanai 2 stundas, lai noņemtu burbuļus suspensijā.
Iepriekš minēto maisījumu iesmidzina granulācijas tornī, un, kontrolējot izsmidzināšanas spiedienu, gaisa ieplūdes temperatūru, gaisa izplūdes temperatūru un izsmidzināšanas loksnes daļiņu izmēru, iegūst granulācijas pulveri ar labu daļiņu morfoloģiju, labu plūstamību, šauru daļiņu sadalījuma diapazonu un mērenu mitrumu. Centrbēdzes frekvences konversija ir 26–32, gaisa ieplūdes temperatūra ir 250–280 ℃, gaisa izplūdes temperatūra ir 100–120 ℃ un suspensijas ieplūdes spiediens ir 40–60.
Iepriekš minēto granulēto pulveri ievieto cementēta karbīda veidnē presēšanai, lai iegūtu zaļo ķermeni. Presēšanas metode ir divvirzienu spiediens, un darbgalda spiediena tonna ir 150–200 tonnas.
Presēto zaļo ķermeni ievieto žāvēšanas krāsnī žāvēšanai un sacietēšanai, lai iegūtu zaļo ķermeni ar labu zaļā ķermeņa izturību.
Iepriekš sacietējušo zaļo ķermeni ievieto agrafīta tīģelisun cieši un kārtīgi izvietoti, un pēc tam grafīta tīģeli ar zaļo korpusu ievieto augstas temperatūras vakuuma sinterēšanas krāsnī apdedzināšanai. Apdedzināšanas temperatūra ir 2200–2250 ℃, un izolācijas laiks ir 1–2 stundas. Visbeidzot, tiek iegūta augstas veiktspējas bezspiediena sinterēta silīcija karbīda keramika.
Cietfāzes sintēze
Silīcija karbīda bezspiediena sintēzes procesu var iedalīt cietfāzes sintēzes un šķidrfāzes sintēzes procesos. Šķidrmāzes sintēzei ir nepieciešamas sintēzes piedevas, piemēram, binārās un trīskāršās Y2O3 piedevas, lai SiC un tā kompozītmateriāli veiktu šķidrfāzes sintēzes procesu un panāktu blīvēšanu zemākā temperatūrā. Cietfāzes sintēzes silīcija karbīda keramikas sagatavošanas metode ietver izejvielu sajaukšanu, izsmidzināšanas granulēšanu, formēšanu un vakuuma sintēzes procesu. Konkrētais ražošanas process ir šāds:
70–90 % submikrona α silīcija karbīda (200–500 nm), 0,1–5 % bora karbīda, 4–20 % sveķu un 5–20 % organiskās saistvielas ievieto maisītājā un pievieno tīru ūdeni mitrai sajaukšanai. Pēc 6–48 stundām sajaukto suspensiju izsijā caur 60–120 acs sietu;
Izsijāto suspensiju izsmidzina granulācijas tornī. Izsmidzinātās granulācijas torņa ieejas temperatūra ir 180–260 ℃, bet izejas temperatūra ir 60–120 ℃; granulētā materiāla tilpuma blīvums ir 0,85–0,92 g/cm3, plūstamība ir 8–11 s/30 g; granulēto materiālu izsijā caur 60–120 acu sietu vēlākai izmantošanai.
Izvēlieties veidni atbilstoši vēlamajai izstrādājuma formai, ievietojiet granulēto materiālu veidnes dobumā un veiciet istabas temperatūras kompresijas formēšanu ar spiedienu 50–200 MPa, lai iegūtu zaļo ķermeni; vai pēc kompresijas formēšanas ievietojiet zaļo ķermeni izostatiskās presēšanas ierīcē, veiciet izostatisko presēšanu ar spiedienu 200–300 MPa un pēc otrreizējās presēšanas iegūstiet zaļo ķermeni;
Iepriekš minētajās darbībās sagatavoto zaļo korpusu ievieto vakuuma sintēzes krāsnī sintēzei, un kvalificētais ir gatavais silīcija karbīda ložu necaurlaidīgais keramikas izstrādājums; iepriekš minētajā sintēzes procesā vispirms iztukšojiet sintēzes krāsni, un, kad vakuuma pakāpe sasniedz 3-5 × 10-2 Pa, inertā gāze tiek ievadīta sintēzes krāsnī līdz normālam spiedienam un pēc tam uzkarsēta. Sildīšanas temperatūras un laika attiecība ir šāda: istabas temperatūrā līdz 800 ℃ 5-8 stundas, siltuma saglabāšana 0,5-1 stunda, no 800 ℃ līdz 2000-2300 ℃ 6-9 stundas, siltuma saglabāšana 1 līdz 2 stundas, pēc tam atdzesējiet krāsnī un pazeminiet līdz istabas temperatūrai.
Normālā spiedienā saķepināta silīcija karbīda mikrostruktūra un graudu robeža
Īsāk sakot, keramikai, kas ražota ar karstās presēšanas sintēzes procesu, ir labākas īpašības, taču ražošanas izmaksas ievērojami palielinās; keramikai, kas sagatavota ar bezspiediena sintēzes procesu, ir augstākas izejvielu prasības, augsta sintēzes temperatūra, lielas produkta izmēra izmaiņas, sarežģīts process un zema veiktspēja; keramikas izstrādājumiem, kas ražoti ar reakcijas sintēzes procesu, ir augsts blīvums, laba antibalistiskā veiktspēja un relatīvi zemas sagatavošanas izmaksas. Dažādiem silīcija karbīda keramikas sintēzes sagatavošanas procesiem ir savas priekšrocības un trūkumi, un arī pielietojuma scenāriji būs atšķirīgi. Vislabāk ir izvēlēties pareizo sagatavošanas metodi atbilstoši produktam un atrast līdzsvaru starp zemām izmaksām un augstu veiktspēju.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 29. oktobris