Реакционо синтерување
Реакционото синтерувањесилициум карбидна керамикаПроцесот на производство вклучува набивање на керамика, набивање со средство за инфилтрација на флукс со синтерување, подготовка на керамички производ со реактивно синтерување, подготовка на дрвена керамика од силициум карбид и други чекори.
Млазница од силициум карбид за реактивно синтерување
Прво, 80-90% керамички прав (составен од еден или два права одсилициум карбиден прави бор карбид во прав), 3-15% прав од извор на јаглерод (составен од една или две јаглеродни црни смоли и фенолна смола) и 5-15% средство за обликување (фенолна смола, полиетилен гликол, хидроксиметил целулоза или парафин) се мешаат рамномерно со помош на топчеста мелница за да се добие мешан прав, кој се суши со прскање и се гранулира, а потоа се притиска во калап за да се добие керамички компактен материјал со различни специфични форми.
Второ, 60-80% силициумски прав, 3-10% силициум карбиден прав и 37-10% бор нитриден прав се мешаат рамномерно и се притискаат во калап за да се добие компактен агенс за инфилтрација на флукс за синтерување.
Керамичкиот компактен материјал и синтеруваниот инфилтрантен компактен материјал потоа се редат заедно, а температурата се зголемува на 1450-1750℃ во вакуумска печка со степен на вакуум од најмалку 5×10-1 Pa за синтерување и зачувување на топлината 1-3 часа за да се добие реакционо синтеруван керамички производ. Инфилтрирачкиот остаток на површината на синтеруваната керамика се отстранува со удирање за да се добие густ керамички лист, а оригиналниот облик на компактот се одржува.
Конечно, се усвојува процесот на реактивно синтерување, односно течен силициум или легура на силициум со реактивна активност на висока температура се инфилтрира во порозниот керамички празен материјал што содржи јаглерод под дејство на капиларна сила и реагира со јаглеродот во него за да формира силициум карбид, кој ќе се прошири во волумен, а преостанатите пори се полнат со елементарен силициум. Порозниот керамички празен материјал може да биде чист јаглерод или композитен материјал на база на силициум карбид/јаглерод. Првиот се добива со каталитичко стврднување и пиролизирање на органска смола, средство за формирање пори и растворувач. Вториот се добива со пиролизирање на честички од силициум карбид/композитни материјали на база на смола за да се добијат композитни материјали на база на силициум карбид/јаглерод, или со користење на α-SiC и јаглероден прав како почетни материјали и користење на процес на пресување или лиење со вбризгување за да се добие композитниот материјал.
Синтерување без притисок
Процесот на синтерување без притисок на силициум карбид може да се подели на синтерување во цврста фаза и синтерување во течна фаза. Во последниве години, истражувањата засилициум карбидна керамикадома и во странство главно се фокусираше на синтерување во течна фаза. Процесот на подготовка на керамиката е: мелење на мешан материјал со топчести топчиња -> распрскувачка гранулација -> суво пресување -> стврднување на зелено тело -> вакуумско синтерување.
Безпритисочни синтерувани производи од силициум карбид
Додадете 96-99 делови ултрафин прав од силициум карбид (50-500nm), 1-2 делови ултрафин прав од бор карбид (50-500nm), 0,2-1 делови нанотитаниум борид (30-80nm), 10-20 делови фенолна смола растворлива во вода и 0,1-0,5 делови високоефикасен дисперзант во топчестата мелница за топчесто мелење и мешање 24 часа, а потоа ставете ја измешаната кашеста маса во буре за мешање за мешање 2 часа за да се отстранат меурчињата во кашестата маса.
Горенаведената смеса се прска во гранулаторната кула, а гранулацискиот прав со добра морфологија на честичките, добра флуидност, тесен опсег на распределба на честичките и умерена влажност се добива со контролирање на притисокот на прскање, температурата на влезот на воздухот, температурата на излезот на воздухот и големината на честичките на распрскувачкиот лист. Центрифугалната конверзија на фреквенцијата е 26-32°C, температурата на влезот на воздухот е 250-280°C, температурата на излезот на воздухот е 100-120°C, а притисокот на влезот на кашестата маса е 40-60°C.
Горенаведениот гранулациски прав се става во цементиран карбиден калап за пресување за да се добие зелено тело. Методот на пресување е двонасочен притисок, а машинската под притисок тонажа е 150-200 тони.
Пресуваното зелено тело се става во сушара за сушење и стврднување за да се добие зелено тело со добра цврстина на зеленото тело.
Горенаведеното стврднато зелено тело се става вографитен сад за печењеи се наредени внимателно и уредно, а потоа графитниот сад со зеленото тело се става во високотемпературна вакуумска печка за синтерување за печење. Температурата на печење е 2200-2250℃, а времето на изолација е 1-2 часа. Конечно, се добива високо-перформансна безпритисочна синтерувана силициум-карбидна керамика.
Синтерување во цврста фаза
Процесот на синтерување без притисок на силициум карбид може да се подели на синтерување во цврста фаза и синтерување во течна фаза. Синтерувањето во течна фаза бара додавање на адитиви за синтерување, како што се бинарни и тернарни адитиви на Y2O3, за да се овозможи синтерување во течна фаза на SiC и неговите композитни материјали да се претстават со синтерување и да се постигне згуснување на пониска температура. Методот за подготовка на керамика од синтеруван силициум карбид во цврста фаза вклучува мешање на суровини, гранулација со прскање, лиење и вакуумско синтерување. Специфичниот процес на производство е како што следува:
70-90% од субмикронски α силициум карбид (200-500nm), 0,1-5% од бор карбид, 4-20% од смола и 5-20% од органско врзивно средство се ставаат во миксер и се додаваат чиста вода за влажно мешање. По 6-48 часа, измешаната кашеста маса се пропушта низ сито со дијаметар од 60-120 mesh;
Просеаната кашеста маса се прска со гранулација низ кула за гранулација со распрскување. Влезната температура на кулата за гранулација со распрскување е 180-260℃, а излезната температура е 60-120℃; густината на гранулираниот материјал е 0,85-0,92 g/cm3, флуидноста е 8-11s/30 g; гранулираниот материјал се просејува низ сито со дијаметар од 60-120 mesh за подоцнежна употреба;
Изберете калап според посакуваната форма на производот, ставете го гранулираниот материјал во шуплината на калапот и извршете компресиско лиење на собна температура при притисок од 50-200MPa за да добиете зелено тело; или ставете го зеленото тело по компресиското лиење во изостатско притискање, извршете изостатско притискање при притисок од 200-300MPa и добијте зелено тело по секундарното притискање;
Ставете го зеленото тело подготвено во горенаведените чекори во вакуумска печка за синтерување за синтерување, а квалификувано е готовата силициум-карбидна непробојна керамика; во горенаведениот процес на синтерување, прво испразнете ја печката за синтерување, и кога степенот на вакуум ќе достигне 3-5 × 10-2 по Pa, инертниот гас се пренесува во печката за синтерување до нормален притисок, а потоа се загрева. Односот помеѓу температурата на загревање и времето е: собна температура до 800 ℃, 5-8 часа, зачувување на топлината 0,5-1 час, од 800 ℃ до 2000-2300 ℃, 6-9 часа, зачувување на топлината 1 до 2 часа, а потоа се лади со печката и се спушта на собна температура.
Микроструктура и граница на зрната на силициум карбид синтеруван при нормален притисок
Накратко, керамиката произведена со процес на синтерување со топло пресување има подобри перформанси, но трошоците за производство се исто така значително зголемени; керамиката подготвена со синтерување без притисок има поголеми барања за суровини, висока температура на синтерување, големи промени во големината на производот, сложен процес и ниски перформанси; керамичките производи произведени со процес на реактивно синтерување имаат висока густина, добри антибалистички перформанси и релативно ниска цена на подготовка. Различните процеси на подготовка на синтерување на силициум карбидна керамика имаат свои предности и недостатоци, а сценаријата на примена исто така ќе бидат различни. Најдобрата политика е да се избере вистинскиот метод на подготовка според производот и да се најде рамнотежа помеѓу ниската цена и високите перформанси.
Време на објавување: 29 октомври 2024 година