प्रतिक्रिया सिन्टरिङ र प्रेसरलेस सिन्टरिङ सिलिकन कार्बाइड सिरेमिक तयारी प्रक्रिया

प्रतिक्रिया सिन्टरिङ

प्रतिक्रिया सिन्टरिङसिलिकन कार्बाइड सिरेमिकउत्पादन प्रक्रियामा सिरेमिक कम्प्याक्टिङ, सिन्टरिङ फ्लक्स इन्फिलिट्रेसन एजेन्ट कम्प्याक्टिङ, रियाक्सन सिन्टरिङ सिरेमिक उत्पादन तयारी, सिलिकन कार्बाइड काठ सिरेमिक तयारी र अन्य चरणहरू समावेश छन्।

प्रतिक्रिया सिन्टरिङ सिलिकन कार्बाइड नोजल

पहिलो, ८०-९०% सिरेमिक पाउडर (एक वा दुई पाउडर मिलेर बनेको)सिलिकन कार्बाइड पाउडरर बोरोन कार्बाइड पाउडर), कार्बन स्रोत पाउडरको ३-१५% (कार्बन ब्ल्याक र फेनोलिक रेजिनको एक वा दुई मिलेर बनेको) र मोल्डिङ एजेन्टको ५-१५% (फेनोलिक रेजिन, पोलिथिलीन ग्लाइकोल, हाइड्रोक्साइमिथाइल सेलुलोज वा प्याराफिन) लाई बल मिल प्रयोग गरेर समान रूपमा मिसाइन्छ। मिश्रित पाउडर प्राप्त गर्न, जुन स्प्रे सुकाइन्छ र दानेदार हुन्छ, र त्यसपछि विभिन्न विशिष्ट आकारहरू भएको सिरेमिक कम्प्याक्ट प्राप्त गर्न मोल्डमा थिचिन्छ।
दोस्रो, ६०-८०% सिलिकन पाउडर, ३-१०% सिलिकन कार्बाइड पाउडर र ३७-१०% बोरोन नाइट्राइड पाउडर समान रूपमा मिसाइन्छ, र सिन्टरिङ फ्लक्स इन्फिलिट्रेसन एजेन्ट कम्प्याक्ट प्राप्त गर्न मोल्डमा थिचिन्छ।
त्यसपछि सिरेमिक कम्प्याक्ट र सिन्टर्ड इन्फ्लट्रेन्ट कम्प्याक्टलाई एकसाथ स्ट्याक गरिन्छ, र प्रतिक्रिया सिन्टर्ड सिरेमिक उत्पादन प्राप्त गर्न १-३ घण्टाको लागि सिन्टर्डिङ र ताप संरक्षणको लागि ५×१०-१ पाउण्ड भन्दा कम भ्याकुम डिग्री भएको भ्याकुम भट्टीमा तापक्रम १४५०-१७५० डिग्री सेल्सियसमा बढाइन्छ। सिन्टर्ड सिरेमिकको सतहमा रहेको घुसपैठको अवशेषलाई ट्याप गरेर हटाइन्छ र बाक्लो सिरेमिक पाना प्राप्त गरिन्छ, र कम्प्याक्टको मूल आकार कायम राखिन्छ।
अन्तमा, प्रतिक्रिया सिंटरिङ प्रक्रिया अपनाइन्छ, अर्थात्, उच्च तापक्रममा प्रतिक्रिया गतिविधि भएको तरल सिलिकन वा सिलिकन मिश्र धातु केशिका बलको कार्य अन्तर्गत कार्बन भएको छिद्रपूर्ण सिरेमिक खाली ठाउँमा घुस्छ, र त्यहाँ रहेको कार्बनसँग प्रतिक्रिया गरेर सिलिकन कार्बाइड बनाउँछ, जुन आयतनमा विस्तार हुनेछ, र बाँकी छिद्रहरू मौलिक सिलिकनले भरिएका हुन्छन्। छिद्रपूर्ण सिरेमिक खाली शुद्ध कार्बन वा सिलिकन कार्बाइड/कार्बन-आधारित कम्पोजिट सामग्री हुन सक्छ। पहिलेको उत्प्रेरक रूपमा जैविक रेजिन, एक छिद्र पूर्व र एक विलायकलाई उपचार र पाइरोलाइज गरेर प्राप्त गरिन्छ। पछिल्लो सिलिकन कार्बाइड/कार्बन-आधारित कम्पोजिट सामग्रीहरू प्राप्त गर्न सिलिकन कार्बाइड कणहरू/राल-आधारित कम्पोजिट सामग्रीहरू पाइरोलाइज गरेर, वा α-SiC र कार्बन पाउडरलाई सुरुवाती सामग्रीको रूपमा प्रयोग गरेर र कम्पोजिट सामग्री प्राप्त गर्न प्रेसिङ वा इंजेक्शन मोल्डिंग प्रक्रिया प्रयोग गरेर प्राप्त गरिन्छ।

दबाबरहित सिन्टरिङ

सिलिकन कार्बाइडको दबाबरहित सिन्टरिङ प्रक्रियालाई ठोस-चरण सिन्टरिङ र तरल-चरण सिन्टरिङमा विभाजन गर्न सकिन्छ। हालैका वर्षहरूमा, अनुसन्धानसिलिकन कार्बाइड सिरेमिकस्वदेश र विदेशमा मुख्यतया तरल-चरण सिन्टरिङमा ध्यान केन्द्रित गरिएको छ। सिरेमिक तयारी प्रक्रिया हो: मिश्रित सामग्री बल मिलिङ–>स्प्रे ग्रेन्युलेसन–>ड्राई प्रेसिंग–>ग्रीन बडी सॉलिडिफिकेशन–>भ्याकुम सिन्टरिङ।

दबाबरहित सिन्टर्ड सिलिकन कार्बाइड उत्पादनहरू

२४ घण्टासम्म बल मिलिङ र मिक्सिङको लागि बल मिलमा ९६-९९ भाग सिलिकन कार्बाइड अल्ट्राफाइन पाउडर (५०-५०० एनएम), १-२ भाग बोरोन कार्बाइड अल्ट्राफाइन पाउडर (५०-५०० एनएम), ०.२-१ भाग न्यानो-टाइटेनियम बोराइड (३०-८० एनएम), १०-२० भाग पानीमा घुलनशील फेनोलिक रेजिन, र ०.१-०.५ भाग उच्च-दक्षता डिस्पर्सेन्ट थप्नुहोस्। बल मिलिङ र मिक्सिङको लागि २४ घण्टा, र मिक्सिङ ब्यारेलमा २ घण्टासम्म हलचल गर्नको लागि राख्नुहोस् ताकि स्लरीमा भएका बुलबुलेहरू हटाइयोस्।
माथिको मिश्रण ग्रेन्युलेसन टावरमा छर्किन्छ, र राम्रो कण आकारविज्ञान, राम्रो तरलता, साँघुरो कण वितरण दायरा र मध्यम आर्द्रता भएको ग्रेन्युलेसन पाउडर स्प्रे चाप, हावा इनलेट तापक्रम, हावा आउटलेट तापक्रम र स्प्रे शीट कण आकार नियन्त्रण गरेर प्राप्त गरिन्छ। केन्द्रापसारक आवृत्ति रूपान्तरण २६-३२ छ, हावा इनलेट तापक्रम २५०-२८० ℃ छ, हावा आउटलेट तापक्रम १००-१२० ℃ छ, र स्लरी इनलेट चाप ४०-६० छ।
माथिको ग्रेन्युलेसन पाउडरलाई हरियो बडी प्राप्त गर्नको लागि प्रेस गर्न सिमेन्टेड कार्बाइड मोल्डमा राखिएको छ। प्रेसिङ विधि द्विदिशात्मक दबाब हो, र मेसिन उपकरणको दबाब टनेज १५०-२०० टन हुन्छ।
राम्रो हरियो शरीरको शक्ति भएको हरियो शरीर प्राप्त गर्न थिचिएको हरियो शरीरलाई सुकाउने र निको पार्नको लागि सुकाउने ओभनमा राखिन्छ।
माथिको निको पारिएको हरियो शरीरलाई a मा राखिएको छग्रेफाइट क्रुसिबलर नजिकबाट र सफासँग मिलाइएको, र त्यसपछि हरियो बडी भएको ग्रेफाइट क्रुसिबललाई फायरिङको लागि उच्च-तापमान भ्याकुम सिन्टरिङ भट्टीमा राखिन्छ। फायरिङ तापमान २२००-२२५० ℃ छ, र इन्सुलेशन समय १-२ घण्टा छ। अन्तमा, उच्च-प्रदर्शन दबाबरहित सिन्टर गरिएको सिलिकन कार्बाइड सिरेमिकहरू प्राप्त गरिन्छ।

ठोस-चरण सिन्टरिङ

सिलिकन कार्बाइडको प्रेसरलेस सिन्टरिङ प्रक्रियालाई ठोस-चरण सिन्टरिङ र तरल-चरण सिन्टरिङमा विभाजन गर्न सकिन्छ। तरल-चरण सिन्टरिङमा SiC र यसको कम्पोजिट सामग्रीहरूले तरल-चरण सिन्टरिङ प्रस्तुत गर्न र कम तापक्रममा घनत्व प्राप्त गर्न Y2O3 बाइनरी र टर्नरी सिंटरिङ जस्ता सिन्टरिङ योजकहरू थप्न आवश्यक पर्दछ। ठोस-चरण सिन्टर गरिएको सिलिकन कार्बाइड सिरेमिकको तयारी विधिमा कच्चा पदार्थको मिश्रण, स्प्रे ग्रेन्युलेसन, मोल्डिङ र भ्याकुम सिन्टरिङ समावेश छ। विशिष्ट उत्पादन प्रक्रिया निम्नानुसार छ:
७०-९०% सबमाइक्रोन α सिलिकन कार्बाइड (२००-५००nm), ०.१-५% बोरोन कार्बाइड, ४-२०% रेजिन, र ५-२०% अर्गानिक बाइन्डरलाई मिक्सरमा राखिन्छ र भिजेको मिश्रणको लागि शुद्ध पानीसँग थपिन्छ। ६-४८ घण्टा पछि, मिश्रित स्लरीलाई ६०-१२० जालको छल्नीबाट पार गरिन्छ;
छेनीएको स्लरी स्प्रे ग्रानुलेसन टावर मार्फत दानादार स्प्रे गरिन्छ। स्प्रे ग्रानुलेसन टावरको इनलेट तापक्रम १८०-२६० ℃ छ, र आउटलेट तापक्रम ६०-१२० ℃ छ; दानादार सामग्रीको थोक घनत्व ०.८५-०.९२ ग्राम/सेमी३ छ, तरलता ८-११ सेकेन्ड/३० ग्राम छ; दानादार सामग्रीलाई पछि प्रयोगको लागि ६०-१२० जालको छेनी मार्फत छेनी गरिन्छ;
इच्छित उत्पादन आकार अनुसार मोल्ड चयन गर्नुहोस्, दानेदार सामग्रीलाई मोल्ड गुहामा लोड गर्नुहोस्, र हरियो बडी प्राप्त गर्न कोठाको तापक्रममा ५०-२००MPa को दबाबमा कम्प्रेसन मोल्डिंग गर्नुहोस्; वा कम्प्रेसन मोल्डिंग पछि हरियो बडीलाई आइसोस्टेटिक प्रेसिङ उपकरणमा राख्नुहोस्, २००-३००MPa को दबाबमा आइसोस्टेटिक प्रेसिङ गर्नुहोस्, र माध्यमिक प्रेसिङ पछि हरियो बडी प्राप्त गर्नुहोस्;
माथिका चरणहरूमा तयार पारिएको हरियो शरीरलाई सिन्टरिङको लागि भ्याकुम सिन्टरिङ भट्टीमा राख्नुहोस्, र योग्य भनेको समाप्त सिलिकन कार्बाइड बुलेटप्रुफ सिरेमिक हो; माथिको सिन्टरिङ प्रक्रियामा, पहिले सिन्टरिङ भट्टी खाली गर्नुहोस्, र भ्याकुम डिग्री ३-५×१०-२ पुगेपछि Pa पछि, निष्क्रिय ग्यासलाई सिन्टरिङ भट्टीमा सामान्य दबाबमा पठाइन्छ र त्यसपछि तताइन्छ। तताउने तापक्रम र समय बीचको सम्बन्ध यस प्रकार छ: कोठाको तापक्रम ८०० ℃ सम्म, ५-८ घण्टा, ०.५-१ घण्टाको लागि ताप संरक्षण, ८०० ℃ देखि २०००-२३०० ℃ सम्म, ६-९ घण्टा, १ देखि २ घण्टाको लागि ताप संरक्षण, र त्यसपछि भट्टीसँग चिसो पारेर कोठाको तापक्रममा खसालिन्छ।

सामान्य चापमा सिलिकन कार्बाइडको माइक्रोस्ट्रक्चर र ग्रेन सीमा सिमाना

छोटकरीमा भन्नुपर्दा, तातो प्रेसिंग सिन्टरिंग प्रक्रियाद्वारा उत्पादित सिरेमिकहरूको प्रदर्शन राम्रो हुन्छ, तर उत्पादन लागत पनि धेरै बढेको छ; प्रेसरलेस सिन्टरिंगद्वारा तयार पारिएका सिरेमिकहरूमा उच्च कच्चा पदार्थको आवश्यकता, उच्च सिन्टरिंग तापक्रम, ठूलो उत्पादन आकार परिवर्तन, जटिल प्रक्रिया र कम प्रदर्शन हुन्छ; प्रतिक्रिया सिन्टरिंग प्रक्रियाद्वारा उत्पादित सिरेमिक उत्पादनहरूमा उच्च घनत्व, राम्रो एन्टी-ब्यालिस्टिक प्रदर्शन, र अपेक्षाकृत कम तयारी लागत हुन्छ। सिलिकन कार्बाइड सिरेमिकका विभिन्न सिन्टरिंग तयारी प्रक्रियाहरूका आफ्नै फाइदा र बेफाइदाहरू छन्, र अनुप्रयोग परिदृश्यहरू पनि फरक हुनेछन्। उत्पादन अनुसार सही तयारी विधि छनौट गर्नु र कम लागत र उच्च प्रदर्शन बीच सन्तुलन खोज्नु उत्तम नीति हो।