റിയാക്ഷൻ സിന്ററിംഗ്, പ്രഷർലെസ്സ് സിന്ററിംഗ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക് തയ്യാറാക്കൽ പ്രക്രിയ

റിയാക്ഷൻ സിന്ററിംഗ്

പ്രതികരണം സിന്ററിംഗ്സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സെറാമിക് കോംപാക്റ്റിംഗ്, സിന്ററിംഗ് ഫ്ലക്സ് ഇൻഫിൽട്രേഷൻ ഏജന്റ് കോംപാക്റ്റിംഗ്, റിയാക്ഷൻ സിന്ററിംഗ് സെറാമിക് ഉൽപ്പന്ന തയ്യാറാക്കൽ, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് മരം സെറാമിക് തയ്യാറാക്കൽ, മറ്റ് ഘട്ടങ്ങൾ എന്നിവ ഉൽ‌പാദന പ്രക്രിയയിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.

റിയാക്ഷൻ സിന്ററിംഗ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് നോസൽ

ആദ്യം, 80-90% സെറാമിക് പൊടി (ഒന്നോ രണ്ടോ പൊടികൾ ചേർന്നത്)സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടിബോറോൺ കാർബൈഡ് പൊടി), 3-15% കാർബൺ സോഴ്‌സ് പൊടി (ഒന്നോ രണ്ടോ കാർബൺ ബ്ലാക്ക്, ഫിനോളിക് റെസിൻ എന്നിവ ചേർന്നത്), 5-15% മോൾഡിംഗ് ഏജന്റ് (ഫിനോളിക് റെസിൻ, പോളിയെത്തിലീൻ ഗ്ലൈക്കോൾ, ഹൈഡ്രോക്സിമീഥൈൽ സെല്ലുലോസ് അല്ലെങ്കിൽ പാരഫിൻ) എന്നിവ ഒരു ബോൾ മിൽ ഉപയോഗിച്ച് തുല്യമായി കലർത്തി ഒരു മിക്സഡ് പൗഡർ ലഭിക്കും, ഇത് സ്പ്രേ ഉണക്കി ഗ്രാനേറ്റ് ചെയ്ത്, തുടർന്ന് വിവിധ പ്രത്യേക ആകൃതികളുള്ള ഒരു സെറാമിക് കോംപാക്റ്റ് ലഭിക്കുന്നതിന് ഒരു അച്ചിൽ അമർത്തുന്നു.
രണ്ടാമതായി, 60-80% സിലിക്കൺ പൗഡർ, 3-10% സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൗഡർ, 37-10% ബോറോൺ നൈട്രൈഡ് പൗഡർ എന്നിവ തുല്യമായി കലർത്തി, ഒരു അച്ചിൽ അമർത്തി ഒരു സിന്ററിംഗ് ഫ്ലക്സ് ഇൻഫിൽട്രേഷൻ ഏജന്റ് കോംപാക്റ്റ് ലഭിക്കും.
സെറാമിക് കോംപാക്റ്റും സിന്റർ ചെയ്ത ഇൻഫിൽട്രന്റ് കോംപാക്റ്റും ഒരുമിച്ച് അടുക്കി, 5×10-1 Pa-യിൽ കുറയാത്ത വാക്വം ഡിഗ്രിയുള്ള ഒരു വാക്വം ഫർണസിൽ താപനില 1450-1750℃ ആയി ഉയർത്തുന്നു, 1-3 മണിക്കൂർ സിന്ററിംഗും താപ സംരക്ഷണവും നടത്തുന്നു, ഇത് ഒരു റിയാക്ഷൻ സിന്റർ ചെയ്ത സെറാമിക് ഉൽപ്പന്നം ലഭിക്കുന്നതിന് സഹായിക്കുന്നു. സിന്റർ ചെയ്ത സെറാമിക്സിന്റെ ഉപരിതലത്തിലെ ഇൻഫിൽട്രന്റ് അവശിഷ്ടം ടാപ്പിംഗ് വഴി നീക്കം ചെയ്ത് സാന്ദ്രമായ സെറാമിക് ഷീറ്റ് ലഭിക്കുകയും കോംപാക്റ്റിന്റെ യഥാർത്ഥ രൂപം നിലനിർത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഒടുവിൽ, പ്രതിപ്രവർത്തന സിന്ററിംഗ് പ്രക്രിയ സ്വീകരിക്കുന്നു, അതായത്, ഉയർന്ന താപനിലയിൽ പ്രതിപ്രവർത്തന പ്രവർത്തനമുള്ള ദ്രാവക സിലിക്കൺ അല്ലെങ്കിൽ സിലിക്കൺ അലോയ്, കാപ്പിലറി ബലത്തിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിൽ കാർബൺ അടങ്ങിയ സുഷിരങ്ങളുള്ള സെറാമിക് ശൂന്യതയിലേക്ക് നുഴഞ്ഞുകയറുകയും അതിലെ കാർബണുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു, ഇത് അളവിൽ വികസിക്കുകയും ശേഷിക്കുന്ന സുഷിരങ്ങൾ മൂലക സിലിക്കൺ കൊണ്ട് നിറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. സുഷിരങ്ങളുള്ള സെറാമിക് ശൂന്യത ശുദ്ധമായ കാർബൺ അല്ലെങ്കിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്/കാർബൺ അധിഷ്ഠിത സംയുക്ത പദാർത്ഥമാകാം. ആദ്യത്തേത് ഒരു ഓർഗാനിക് റെസിൻ, ഒരു പോർ ഫോർമർ, ഒരു ലായകം എന്നിവ ഉത്തേജകമായി ക്യൂറിംഗ് ചെയ്ത് പൈറോലൈസ് ചെയ്തുകൊണ്ടാണ് ലഭിക്കുന്നത്. സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് കണികകൾ/റെസിൻ അധിഷ്ഠിത സംയുക്ത വസ്തുക്കൾ പൈറോലൈസ് ചെയ്തുകൊണ്ട് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്/കാർബൺ അധിഷ്ഠിത സംയുക്ത വസ്തുക്കൾ പൈറോലൈസ് ചെയ്തുകൊണ്ടോ അല്ലെങ്കിൽ α-SiC, കാർബൺ പൊടി എന്നിവ ആരംഭ വസ്തുക്കളായി ഉപയോഗിച്ചും സംയോജിത മെറ്റീരിയൽ ലഭിക്കുന്നതിന് ഒരു പ്രസ്സിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ ഇഞ്ചക്ഷൻ മോൾഡിംഗ് പ്രക്രിയ ഉപയോഗിച്ചും രണ്ടാമത്തേത് ലഭിക്കും.

പ്രഷർലെസ് സിന്ററിംഗ്

സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന്റെ മർദ്ദരഹിത സിന്ററിംഗ് പ്രക്രിയയെ സോളിഡ്-ഫേസ് സിന്ററിംഗ്, ലിക്വിഡ്-ഫേസ് സിന്ററിംഗ് എന്നിങ്ങനെ വിഭജിക്കാം. സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, ഇതിനെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണംസിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സ്സ്വദേശത്തും വിദേശത്തും പ്രധാനമായും ലിക്വിഡ്-ഫേസ് സിന്ററിംഗിലാണ് ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നത്.സെറാമിക് തയ്യാറാക്കൽ പ്രക്രിയ ഇതാണ്: മിക്സഡ് മെറ്റീരിയൽ ബോൾ മില്ലിംഗ്–>സ്പ്രേ ഗ്രാനുലേഷൻ–>ഡ്രൈ പ്രസ്സിംഗ്–>ഗ്രീൻ ബോഡി സോളിഡിഫിക്കേഷൻ–>വാക്വം സിന്ററിംഗ്.

മർദ്ദമില്ലാത്ത സിന്റേർഡ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ

96-99 ഭാഗങ്ങൾ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് അൾട്രാഫൈൻ പൗഡർ (50-500nm), 1-2 ഭാഗങ്ങൾ ബോറോൺ കാർബൈഡ് അൾട്രാഫൈൻ പൗഡർ (50-500nm), 0.2-1 ഭാഗങ്ങൾ നാനോ-ടൈറ്റാനിയം ബോറൈഡ് (30-80nm), 10-20 ഭാഗങ്ങൾ വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്ന ഫിനോളിക് റെസിൻ, 0.1-0.5 ഭാഗങ്ങൾ ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയുള്ള ഡിസ്പേഴ്സന്റ് എന്നിവ ബോൾ മില്ലിംഗിനും 24 മണിക്കൂർ മിക്സിംഗിനുമായി ബോൾ മില്ലിൽ ചേർക്കുക, സ്ലറിയിലെ കുമിളകൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി 2 മണിക്കൂർ ഇളക്കുന്നതിനായി മിക്സഡ് സ്ലറി ഒരു മിക്സിംഗ് ബാരലിൽ ഇടുക.
മുകളിലുള്ള മിശ്രിതം ഗ്രാനുലേഷൻ ടവറിലേക്ക് തളിക്കുന്നു, നല്ല കണിക രൂപഘടന, നല്ല ദ്രാവകത, ഇടുങ്ങിയ കണിക വിതരണ പരിധി, മിതമായ ഈർപ്പം എന്നിവയുള്ള ഗ്രാനുലേഷൻ പൊടി സ്പ്രേ മർദ്ദം, വായു ഇൻലെറ്റ് താപനില, വായു ഔട്ട്ലെറ്റ് താപനില, സ്പ്രേ ഷീറ്റ് കണിക വലുപ്പം എന്നിവ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിലൂടെ ലഭിക്കും. അപകേന്ദ്ര ആവൃത്തി പരിവർത്തനം 26-32 ആണ്, വായു ഇൻലെറ്റ് താപനില 250-280℃ ആണ്, വായു ഔട്ട്ലെറ്റ് താപനില 100-120℃ ആണ്, സ്ലറി ഇൻലെറ്റ് മർദ്ദം 40-60 ആണ്.
മുകളിലുള്ള ഗ്രാനുലേഷൻ പൊടി ഒരു സിമന്റഡ് കാർബൈഡ് അച്ചിൽ സ്ഥാപിച്ച് അമർത്തിയാൽ ഒരു പച്ച ബോഡി ലഭിക്കും. അമർത്തൽ രീതി ദ്വിദിശ മർദ്ദമാണ്, മെഷീൻ ടൂൾ മർദ്ദം ടൺ 150-200 ടൺ ആണ്.
അമർത്തിയ പച്ച ശരീരം ഉണക്കുന്നതിനും ഉണക്കുന്നതിനുമായി ഒരു ഉണക്കൽ അടുപ്പിൽ വയ്ക്കുന്നു, അങ്ങനെ നല്ല പച്ച ശരീര ശക്തിയുള്ള ഒരു പച്ച ശരീരം ലഭിക്കും.
മുകളിൽ സുഖപ്പെടുത്തിയ പച്ച ശരീരം ഒരുഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രൂസിബിൾഅടുത്തും വൃത്തിയായും ക്രമീകരിക്കുന്നു, തുടർന്ന് പച്ച ബോഡിയുള്ള ഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രൂസിബിൾ ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള വാക്വം സിന്ററിംഗ് ഫർണസിൽ വെടിവയ്ക്കുന്നതിനായി സ്ഥാപിക്കുന്നു. വെടിവയ്ക്കൽ താപനില 2200-2250℃ ആണ്, ഇൻസുലേഷൻ സമയം 1-2 മണിക്കൂറാണ്. ഒടുവിൽ, ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള മർദ്ദമില്ലാത്ത സിന്റേർഡ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സ് ലഭിക്കും.

സോളിഡ്-ഫേസ് സിന്ററിംഗ്

സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന്റെ പ്രഷർലെസ് സിന്ററിംഗ് പ്രക്രിയയെ സോളിഡ്-ഫേസ് സിന്ററിംഗ്, ലിക്വിഡ്-ഫേസ് സിന്ററിംഗ് എന്നിങ്ങനെ തിരിക്കാം. ലിക്വിഡ്-ഫേസ് സിന്ററിംഗിന് Y2O3 ബൈനറി, ടെർനറി അഡിറ്റീവുകൾ പോലുള്ള സിന്ററിംഗ് അഡിറ്റീവുകൾ ചേർക്കേണ്ടതുണ്ട്, ഇത് SiC യും അതിന്റെ സംയുക്ത വസ്തുക്കളും ലിക്വിഡ്-ഫേസ് സിന്ററിംഗ് അവതരിപ്പിക്കുന്നതിനും കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ സാന്ദ്രത കൈവരിക്കുന്നതിനും സഹായിക്കുന്നു. സോളിഡ്-ഫേസ് സിന്റേർഡ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സിന്റെ തയ്യാറാക്കൽ രീതിയിൽ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ മിശ്രിതം, സ്പ്രേ ഗ്രാനുലേഷൻ, മോൾഡിംഗ്, വാക്വം സിന്ററിംഗ് എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. നിർദ്ദിഷ്ട ഉൽ‌പാദന പ്രക്രിയ ഇപ്രകാരമാണ്:
70-90% സബ്മൈക്രോൺ α സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (200-500nm), 0.1-5% ബോറോൺ കാർബൈഡ്, 4-20% റെസിൻ, 5-20% ഓർഗാനിക് ബൈൻഡർ എന്നിവ ഒരു മിക്സറിൽ വയ്ക്കുകയും നനഞ്ഞ മിശ്രിതത്തിനായി ശുദ്ധജലത്തിൽ ചേർക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. 6-48 മണിക്കൂറിനു ശേഷം, മിശ്രിത സ്ലറി 60-120 മെഷ് അരിപ്പയിലൂടെ കടത്തിവിടുന്നു;
അരിച്ചെടുത്ത സ്ലറി ഒരു സ്പ്രേ ഗ്രാനുലേഷൻ ടവറിലൂടെ ഗ്രാനുലാർ ചെയ്താണ് സ്പ്രേ ചെയ്യുന്നത്. സ്പ്രേ ഗ്രാനുലേഷൻ ടവറിന്റെ ഇൻലെറ്റ് താപനില 180-260℃ ആണ്, ഔട്ട്ലെറ്റ് താപനില 60-120℃ ആണ്; ഗ്രാനുലാർ ചെയ്ത മെറ്റീരിയലിന്റെ ബൾക്ക് ഡെൻസിറ്റി 0.85-0.92g/cm3 ആണ്, ദ്രവ്യത 8-11s/30g ആണ്; ഗ്രാനുലാർ ചെയ്ത മെറ്റീരിയൽ പിന്നീടുള്ള ഉപയോഗത്തിനായി 60-120 മെഷ് അരിപ്പയിലൂടെ അരിച്ചെടുക്കുന്നു;
ആവശ്യമുള്ള ഉൽപ്പന്ന ആകൃതി അനുസരിച്ച് ഒരു പൂപ്പൽ തിരഞ്ഞെടുക്കുക, ഗ്രാനേറ്റഡ് മെറ്റീരിയൽ പൂപ്പൽ അറയിലേക്ക് ലോഡ് ചെയ്യുക, ഒരു പച്ച ബോഡി ലഭിക്കുന്നതിന് 50-200MPa മർദ്ദത്തിൽ മുറിയിലെ താപനില കംപ്രഷൻ മോൾഡിംഗ് നടത്തുക; അല്ലെങ്കിൽ കംപ്രഷൻ മോൾഡിംഗിന് ശേഷം പച്ച ബോഡി ഒരു ഐസോസ്റ്റാറ്റിക് പ്രസ്സിംഗ് ഉപകരണത്തിൽ സ്ഥാപിക്കുക, 200-300MPa മർദ്ദത്തിൽ ഐസോസ്റ്റാറ്റിക് പ്രസ്സിംഗ് നടത്തുക, സെക്കൻഡറി പ്രസ്സിംഗിന് ശേഷം ഒരു പച്ച ബോഡി നേടുക;
മുകളിൽ പറഞ്ഞ ഘട്ടങ്ങളിൽ തയ്യാറാക്കിയ ഗ്രീൻ ബോഡി സിന്ററിംഗിനായി ഒരു വാക്വം സിന്ററിംഗ് ഫർണസിൽ ഇടുക, യോഗ്യതയുള്ളത് പൂർത്തിയായ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ബുള്ളറ്റ് പ്രൂഫ് സെറാമിക് ആണ്; മുകളിലുള്ള സിന്ററിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ, ആദ്യം സിന്ററിംഗ് ഫർണസ് ഒഴിപ്പിക്കുക, വാക്വം ഡിഗ്രി 3-5×10-2 എത്തുമ്പോൾ Pa ന് ശേഷം, നിഷ്ക്രിയ വാതകം സിന്ററിംഗ് ഫർണസിലേക്ക് സാധാരണ മർദ്ദത്തിലേക്ക് കടത്തിവിടുകയും പിന്നീട് ചൂടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ചൂടാക്കൽ താപനിലയും സമയവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം ഇതാണ്: മുറിയിലെ താപനില 800℃, 5-8 മണിക്കൂർ, 0.5-1 മണിക്കൂർ താപ സംരക്ഷണം, 800℃ മുതൽ 2000-2300℃ വരെ, 6-9 മണിക്കൂർ, 1 മുതൽ 2 മണിക്കൂർ വരെ താപ സംരക്ഷണം, തുടർന്ന് ചൂള ഉപയോഗിച്ച് തണുപ്പിച്ച് മുറിയിലെ താപനിലയിലേക്ക് താഴ്ത്തുക.

സാധാരണ മർദ്ദത്തിൽ സിന്റർ ചെയ്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന്റെ സൂക്ഷ്മഘടനയും ധാന്യ അതിർത്തിയും

ചുരുക്കത്തിൽ, ഹോട്ട് പ്രസ്സിംഗ് സിന്ററിംഗ് പ്രക്രിയയിലൂടെ നിർമ്മിക്കുന്ന സെറാമിക്സിന് മികച്ച പ്രകടനമുണ്ട്, എന്നാൽ ഉൽപാദനച്ചെലവും വളരെയധികം വർദ്ധിക്കുന്നു; പ്രഷർലെസ് സിന്ററിംഗ് വഴി തയ്യാറാക്കുന്ന സെറാമിക്സിന് ഉയർന്ന അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ ആവശ്യകതകൾ, ഉയർന്ന സിന്ററിംഗ് താപനില, വലിയ ഉൽപ്പന്ന വലുപ്പ മാറ്റങ്ങൾ, സങ്കീർണ്ണമായ പ്രക്രിയ, കുറഞ്ഞ പ്രകടനം എന്നിവയുണ്ട്; റിയാക്ഷൻ സിന്ററിംഗ് പ്രക്രിയയിലൂടെ നിർമ്മിക്കുന്ന സെറാമിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾക്ക് ഉയർന്ന സാന്ദ്രത, നല്ല ആന്റി-ബാലിസ്റ്റിക് പ്രകടനം, താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ തയ്യാറെടുപ്പ് ചെലവ് എന്നിവയുണ്ട്. സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സിന്റെ വിവിധ സിന്ററിംഗ് തയ്യാറാക്കൽ പ്രക്രിയകൾക്ക് അവരുടേതായ ഗുണങ്ങളും ദോഷങ്ങളുമുണ്ട്, കൂടാതെ ആപ്ലിക്കേഷൻ സാഹചര്യങ്ങളും വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും. ഉൽപ്പന്നത്തിനനുസരിച്ച് ശരിയായ തയ്യാറെടുപ്പ് രീതി തിരഞ്ഞെടുക്കുകയും കുറഞ്ഞ ചെലവും ഉയർന്ന പ്രകടനവും തമ്മിലുള്ള സന്തുലിതാവസ്ഥ കണ്ടെത്തുകയും ചെയ്യുക എന്നതാണ് ഏറ്റവും നല്ല നയം.