တုံ့ပြန်မှု sintering
ဓာတ်ပြုမှု sinteringဆီလီကွန်ကာဗိုက်ကြွေထည်ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်တွင် ကြွေထည်သိပ်သည်းစေခြင်း၊ sintering flux infiltration agent ဖိသိပ်ခြင်း၊ reaction sintering ကြွေထုတ်ကုန်ပြင်ဆင်ခြင်း၊ silicon carbide သစ်သားကြွေထည်ပြင်ဆင်ခြင်းနှင့် အခြားအဆင့်များ ပါဝင်သည်။
ဓာတ်ပြုမှု sintering ဆီလီကွန်ကာဗိုက် နော်ဇယ်
ပထမဦးစွာ၊ ကြွေမှုန့် ၈၀-၉၀% (အမှုန့်တစ်ခု သို့မဟုတ် နှစ်ခုဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည်)ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အမှုန့်နှင့် ဘိုရွန်ကာဗိုက်အမှုန့်)၊ ကာဗွန်ရင်းမြစ်အမှုန့် ၃-၁၅% (ကာဗွန်အနက်နှင့် ဖီနောလစ်ရေဇင် တစ်ခု သို့မဟုတ် နှစ်ခုဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသည်) နှင့် ပုံသွင်းပစ္စည်း ၅-၁၅% (ဖီနောလစ်ရေဇင်၊ ပိုလီအီလီသိုင်လင်း ဂလိုင်ကော၊ ဟိုက်ဒရောက်စီမီသိုင်း ဆယ်လူလို့စ် သို့မဟုတ် ပါရာဖင်) တို့ကို ဘောလုံးစက်ကို အသုံးပြု၍ ညီညာစွာ ရောမွှေပြီး ရောစပ်ထားသော အမှုန့်ကို ဖြန်းခြောက်ပြီး အမှုန့်ဖြစ်အောင် ပြုလုပ်ကာ ပုံစံအမျိုးမျိုးဖြင့် ကြွေထည်ကွန်ပက်တစ်ခု ရရှိရန် ပုံစံခွက်ထဲတွင် ဖိသွင်းထားသည်။
ဒုတိယအချက်အနေနဲ့ ဆီလီကွန်မှုန့် ၆၀-၈၀%၊ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်မှုန့် ၃-၁၀% နဲ့ ဘိုရွန်နိုက်ထရိုက်မှုန့် ၃၇-၁၀% တို့ကို ညီညာစွာ ရောမွှေပြီး ပုံစံခွက်ထဲမှာ ဖိသိပ်ကာ sintering flux infiltration agent compact ရအောင် ပြုလုပ်ပါတယ်။
ထို့နောက် ကြွေထည်အလွှာနှင့် sintered infiltrant compact ကို အတူတကွ စုပုံပြီး အပူချိန်ကို 5×10-1 Pa ထက် မနည်းသော vacuum degree ရှိသော vacuum furnace တွင် 1450-1750 ℃ အထိ မြှင့်ကာ sintered ceramic ထုတ်ကုန်ရရှိရန် 1-3 နာရီကြာ အပူထိန်းသိမ်းပေးသည်။ sintered ceramic မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ infiltrant residue ကို tapping ဖြင့် ဖယ်ရှားပြီး သိပ်သည်းသော ceramic sheet ရရှိရန် ပြုလုပ်ကာ compact ၏ မူလပုံသဏ္ဍာန်ကို ထိန်းသိမ်းထားသည်။
နောက်ဆုံးအနေနဲ့ ဓာတ်ပြုမှု sintering လုပ်ငန်းစဉ်ကို လက်ခံကျင့်သုံးပါတယ်။ ဆိုလိုတာက အပူချိန်မြင့်မှာ ဓာတ်ပြုမှုလုပ်ဆောင်ချက်ရှိတဲ့ အရည်ဆီလီကွန် ဒါမှမဟုတ် ဆီလီကွန်အလွိုင်းဟာ capillary force ရဲ့ လုပ်ဆောင်ချက်အောက်မှာ ကာဗွန်ပါဝင်တဲ့ porous ceramic blank ထဲကို စိမ့်ဝင်ပြီး အဲဒီမှာရှိတဲ့ ကာဗွန်နဲ့ ဓာတ်ပြုပြီး ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ကို ဖွဲ့စည်းပေးပါတယ်။ အဲဒါက ထုထည်တိုးလာမှာဖြစ်ပြီး ကျန်ရှိနေတဲ့ အပေါက်တွေကို elemental silicon နဲ့ ဖြည့်ပါတယ်။ porous ceramic blank ဟာ သန့်စင်တဲ့ ကာဗွန် ဒါမှမဟုတ် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်/ကာဗွန်အခြေခံ composite ပစ္စည်း ဖြစ်နိုင်ပါတယ်။ အရင်တစ်ခုကို catalytic curing နဲ့ organic resin၊ pore former နဲ့ solvent တို့ကို pyrolysis လုပ်ခြင်းဖြင့် ရရှိပါတယ်။ နောက်တစ်ခုကို ဆီလီကွန်ကာဗိုက်/ကာဗွန်အခြေခံ composite ပစ္စည်းတွေကို pyrolysis လုပ်ခြင်းဖြင့် ရရှိပါတယ်။ ဒါမှမဟုတ် α-SiC နဲ့ ကာဗွန်မှုန့်ကို အစပစ္စည်းတွေအဖြစ်သုံးပြီး pressing ဒါမှမဟုတ် injection molding လုပ်ငန်းစဉ်ကို အသုံးပြုပြီး composite ပစ္စည်းကို ရရှိပါတယ်။
ဖိအားမဲ့ sintering
ဆီလီကွန်ကာဗိုက်၏ ဖိအားမဲ့ sintering လုပ်ငန်းစဉ်ကို solid-phase sintering နှင့် liquid-phase sintering အဖြစ် ခွဲခြားနိုင်သည်။ မကြာသေးမီနှစ်များအတွင်း၊ သုတေသနပြုချက်များဆီလီကွန်ကာဗိုက်ကြွေထည်များပြည်တွင်းပြည်ပတွင် အရည်အဆင့် sintering ကို အဓိကထားလုပ်ဆောင်ခဲ့သည်။ ကြွေထည်ပြင်ဆင်မှုလုပ်ငန်းစဉ်မှာ- ရောနှောပစ္စည်းဘောလုံးကြိတ်ခြင်း–> ဖြန်းဆေးအမှုန့်ပြုလုပ်ခြင်း–> ခြောက်သွေ့စွာဖိခြင်း–> အစိမ်းရောင်ကိုယ်ထည်အစိုင်အခဲဖွဲ့စည်းခြင်း–> ဗို့အားနည်း sintering ဖြစ်သည်။
ဖိအားမဲ့ sintered ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ထုတ်ကုန်များ
ဆီလီကွန်ကာဗိုက် အလွန်သေးငယ်သောအမှုန့် (၅၀-၅၀၀ nm) ၉၆-၉၉ ပုံ၊ ဘိုရွန်ကာဗိုက် အလွန်သေးငယ်သောအမှုန့် (၅၀-၅၀၀ nm) ၁-၂ ပုံ၊ နာနိုတိုက်တေနီယမ်ဘိုရိုက် ၀.၂-၁ ပုံ (၃၀-၈၀ nm)၊ ရေတွင်ပျော်ဝင်နိုင်သော ဖီနောလစ်အစေး ၁၀-၂၀ ပုံနှင့် ထိရောက်မှုမြင့်မားသောပျံ့နှံ့စေသည့်ပစ္စည်း ၀.၁-၀.၅ ပုံတို့ကို ဘောလုံးကြိတ်ခွဲခြင်းနှင့် ၂၄ နာရီရောနှောခြင်းအတွက် ဘောလုံးစက်ထဲသို့ထည့်ပြီး ရောနှောထားသောအရည်ကို ရောနှောစည်ထဲသို့ထည့်ပြီး အရည်ထဲတွင်ပါရှိသော ပူဖောင်းများကို ဖယ်ရှားရန် ၂ နာရီကြာ မွှေပေးပါ။
အထက်ဖော်ပြပါ အရောအနှောကို granulation tower ထဲသို့ ပက်ဖျန်းပြီး ဖြန်းဖိအား၊ လေဝင်ပေါက်အပူချိန်၊ လေထွက်ပေါက်အပူချိန်နှင့် ဖြန်းစာရွက်အမှုန်အရွယ်အစားကို ထိန်းချုပ်ခြင်းဖြင့် အမှုန်ပုံသဏ္ဍာန်ကောင်းမွန်ခြင်း၊ အရည်ပျော်ဝင်မှုကောင်းမွန်ခြင်း၊ အမှုန်ဖြန့်ဖြူးမှုအပိုင်းအခြားကျဉ်းမြောင်းခြင်းနှင့် အစိုဓာတ်အသင့်အတင့်ရှိသော granulation အမှုန့်ကို ရရှိသည်။ centrifugal frequency conversion သည် ၂၆-၃၂ ဖြစ်ပြီး လေဝင်ပေါက်အပူချိန်မှာ ၂၅၀-၂၈၀ ℃ ဖြစ်ပြီး လေထွက်ပေါက်အပူချိန်မှာ ၁၀၀-၁၂၀ ℃ ဖြစ်ပြီး slurry inlet pressure မှာ ၄၀-၆၀ ဖြစ်သည်။
အထက်ဖော်ပြပါ အမှုန့်ကို အစိမ်းရောင်ကိုယ်ထည်ရရှိရန် ဖိရန်အတွက် ဘိလပ်မြေကာဗိုက်ပုံစံခွက်ထဲတွင် ထည့်ထားသည်။ ဖိသည့်နည်းလမ်းမှာ နှစ်လမ်းသွားဖိအားဖြစ်ပြီး စက်ကိရိယာဖိအားတန်ချိန် ၁၅၀-၂၀၀ ရှိသည်။
ဖိထားသော အစိမ်းရောင်ကိုယ်ထည်ကို ကောင်းမွန်သော အစိမ်းရောင်ကိုယ်ထည်ခိုင်ခံ့မှုရှိသော အစိမ်းရောင်ကိုယ်ထည်ရရှိရန်အတွက် အခြောက်ခံပြီး အအေးခံရန်အတွက် အခြောက်ခံမီးဖိုထဲတွင် ထားရှိသည်။
အထက်ဖော်ပြပါ အစိမ်းရောင် ခန္ဓာကိုယ်ကို ထားရှိသည်ဂရပ်ဖိုက် ခွက်နီးကပ်စွာနှင့် သပ်ရပ်စွာ စီစဉ်ထားပြီးနောက် အစိမ်းရောင်ကိုယ်ထည်ပါသည့် ဂရပ်ဖိုက်ခရုကို အပူချိန်မြင့် vacuum sintering furnace ထဲတွင် မီးရှို့ရန် ထည့်ပါ။ မီးရှို့အပူချိန်မှာ ၂၂၀၀-၂၂၅၀ ℃ ဖြစ်ပြီး insulation အချိန်မှာ ၁-၂ နာရီဖြစ်သည်။ နောက်ဆုံးတွင် မြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်ရှိသော ဖိအားမဲ့ sintered silicon carbide ကြွေထည်များကို ရရှိခဲ့သည်။
အစိုင်အခဲအဆင့် ပေါင်းစပ်ခြင်း
ဆီလီကွန်ကာဗိုက်၏ ဖိအားမဲ့ sintering လုပ်ငန်းစဉ်ကို solid-phase sintering နှင့် liquid-phase sintering အဖြစ် ခွဲခြားနိုင်သည်။ SiC နှင့် ၎င်း၏ composite ပစ္စည်းများကို liquid-phase sintering ဖြစ်ပေါ်စေပြီး အပူချိန်နိမ့်တွင် သိပ်သည်းဆရရှိစေရန်အတွက် Liquid-phase sintering တွင် Y2O3 binary နှင့် ternary additives ကဲ့သို့သော sintering additives များ ထည့်သွင်းရန် လိုအပ်သည်။ solid-phase sintered ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ကြွေထည်များ၏ ပြင်ဆင်မှုနည်းလမ်းတွင် ကုန်ကြမ်းများ ရောနှောခြင်း၊ spray granulation၊ molding နှင့် vacuum sintering တို့ ပါဝင်သည်။ သီးခြားထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်မှာ အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်။
submicron α silicon carbide (200-500nm) ၇၀-၉၀%၊ boron carbide ၀.၁-၅%၊ resin ၄-၂၀% နှင့် organic binder ၅-၂၀% တို့ကို mixer ထဲတွင်ထည့်ပြီး ရေစစ်စစ်ဖြင့် ရောစပ်ကာ စိုစွတ်အောင် ရောစပ်ပါသည်။ ၆-၄၈ နာရီအကြာတွင် ရောစပ်ထားသော slurry ကို 60-120 mesh ဇကာမှတစ်ဆင့် ဖြတ်သန်းသွားပါသည်။
စစ်ထားသောအရည်ကို ဖြန်းဆေးအမှုန့်မျှော်စင်မှတစ်ဆင့် ဖြန်းဆေးအမှုန့်များ ရောမွှေသည်။ ဖြန်းဆေးအမှုန့်မျှော်စင်၏ ဝင်ပေါက်အပူချိန်မှာ ၁၈၀-၂၆၀ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်ဖြစ်ပြီး ထွက်ပေါက်အပူချိန်မှာ ၆၀-၁၂၀ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်ဖြစ်သည်။ အမှုန့်ပြုလုပ်ထားသောပစ္စည်း၏ သိပ်သည်းဆမှာ ၀.၈၅-၀.၉၂ ဂရမ်/စင်တီမီတာဖြစ်ပြီး အရည်ပျော်ဝင်မှုမှာ ၈-၁၁ စက္ကန့်/၃၀ ဂရမ်ဖြစ်သည်။ အမှုန့်ပြုလုပ်ထားသောပစ္စည်းကို နောက်ပိုင်းတွင်အသုံးပြုရန်အတွက် ၆၀-၁၂၀ mesh ဇကာမှတစ်ဆင့် စစ်သည်။
လိုချင်သော ထုတ်ကုန်ပုံသဏ္ဍာန်အရ မှိုတစ်ခုကို ရွေးချယ်ပါ၊ အမှုန့်ကြိတ်ထားသော ပစ္စည်းကို မှိုအခေါင်းပေါက်ထဲသို့ ထည့်ပါ၊ ထို့နောက် အစိမ်းရောင်ကိုယ်ထည်ရရှိရန် 50-200MPa ဖိအားဖြင့် အခန်းအပူချိန်ဖိသိပ်ပုံသွင်းခြင်းကို လုပ်ဆောင်ပါ။ သို့မဟုတ် ဖိသိပ်ပုံသွင်းပြီးနောက် အစိမ်းရောင်ကိုယ်ထည်ကို isostatic pressing device ထဲသို့ထည့်ပါ၊ 200-300MPa ဖိအားဖြင့် isostatic pressing ကို လုပ်ဆောင်ပါ၊ ထို့နောက် ဒုတိယအကြိမ်ဖိသိပ်ပြီးနောက် အစိမ်းရောင်ကိုယ်ထည်ကို ရယူပါ။
အထက်ဖော်ပြပါအဆင့်များတွင်ပြင်ဆင်ထားသောအစိမ်းရောင်ကိုယ်ထည်ကို sintering အတွက် vacuum sintering မီးဖိုထဲသို့ထည့်ပါ၊ အရည်အချင်းပြည့်မီသောတစ်ခုမှာပြီးစီးသော silicon carbide bulletproof ceramic ဖြစ်သည်။ အထက်ဖော်ပြပါ sintering လုပ်ငန်းစဉ်တွင်၊ ဦးစွာ sintering မီးဖိုကိုထုတ်ယူပြီး vacuum degree 3-5×10-2 Pa ပြီးနောက်၊ inert gas ကို sintering မီးဖိုထဲသို့ပုံမှန်ဖိအားသို့ပို့ပြီး အပူပေးသည်။ အပူပေးအပူချိန်နှင့်အချိန်အကြားဆက်နွယ်မှုမှာ- အခန်းအပူချိန် 800℃၊ 5-8 နာရီ၊ အပူထိန်းသိမ်းမှု 0.5-1 နာရီ၊ 800℃ မှ 2000-2300℃၊ 6-9 နာရီ၊ အပူထိန်းသိမ်းမှု 1 နာရီမှ 2 နာရီအထိ၊ ထို့နောက် မီးဖိုဖြင့်အအေးခံပြီး အခန်းအပူချိန်သို့ကျဆင်းစေသည်။
ပုံမှန်ဖိအားတွင် sintered လုပ်ထားသော ဆီလီကွန်ကာဗိုက်၏ အဏုကြည့်ဖွဲ့စည်းပုံနှင့် အမှုန်နယ်နိမိတ်
အတိုချုပ်ပြောရလျှင် အပူဖိ၍ sintering လုပ်ငန်းစဉ်ဖြင့် ထုတ်လုပ်ထားသော ကြွေထည်များသည် စွမ်းဆောင်ရည် ပိုကောင်းသော်လည်း ထုတ်လုပ်မှုကုန်ကျစရိတ်လည်း များစွာတိုးလာပါသည်။ ဖိအားမဲ့ sintering ဖြင့် ပြင်ဆင်ထားသော ကြွေထည်များသည် ကုန်ကြမ်းလိုအပ်ချက် မြင့်မားခြင်း၊ sintering အပူချိန် မြင့်မားခြင်း၊ ထုတ်ကုန်အရွယ်အစား ပြောင်းလဲမှု များပြားခြင်း၊ ရှုပ်ထွေးသော လုပ်ငန်းစဉ်နှင့် စွမ်းဆောင်ရည် နည်းပါးခြင်း စသည်တို့ ရှိပါသည်။ ဓာတ်ပြု sintering လုပ်ငန်းစဉ်ဖြင့် ထုတ်လုပ်ထားသော ကြွေထည်ထုတ်ကုန်များသည် သိပ်သည်းဆ မြင့်မားခြင်း၊ ballistic ဒဏ်ခံနိုင်မှု ကောင်းမွန်သော နှင့် ပြင်ဆင်မှု ကုန်ကျစရိတ် နည်းပါးခြင်း စသည်တို့ ရှိပါသည်။ ဆီလီကွန်ကာဗိုက် ကြွေထည်များ၏ sintering ပြင်ဆင်မှု လုပ်ငန်းစဉ် အမျိုးမျိုးတွင် ၎င်းတို့၏ကိုယ်ပိုင် အားသာချက်များနှင့် အားနည်းချက်များ ရှိပြီး အသုံးချမှု အခြေအနေများလည်း ကွဲပြားပါလိမ့်မည်။ ထုတ်ကုန်အလိုက် မှန်ကန်သော ပြင်ဆင်မှု နည်းလမ်းကို ရွေးချယ်ပြီး ကုန်ကျစရိတ် နည်းပါးခြင်းနှင့် စွမ်းဆောင်ရည် မြင့်မားခြင်း အကြား မျှတမှုကို ရှာဖွေခြင်းသည် အကောင်းဆုံး မူဝါဒ ဖြစ်ပါသည်။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၄ ခုနှစ်၊ အောက်တိုဘာလ ၂၉ ရက်