O carbeto de silício sinterizado por reação é um novo tipo de cerâmica de alta tecnologia, que possui alta resistência, alta dureza, boa resistência ao desgaste e à corrosão, sendo amplamente utilizado em metalurgia, petroquímica, eletrônica, aeroespacial e outros campos. O produto, com carbeto de silício como abrasivo, negro de fumo, grafite e vários aditivos, é obtido por meio de prensagem a seco, extrusão ou vazamento para produzir uma cerâmica porosa. A seguir, vamos entender o método de produção do carbeto de silício sinterizado por reação!
Sinterização reativa de carbeto de silício. A invenção representa um esquema técnico relativamente maduro, resultado de milhares de testes realizados pelo inventor ao longo de muitos anos, visando aprimorar a fórmula da matéria-prima e o processo de produção, em especial o processo exclusivo de sinterização contínua.
Na reivindicação 1 da invenção, a fração em peso do pó de carbeto de silício é de 5 a 8 partes, do negro de fumo é de 0,5 a 1,5 partes, do grafite é de 1 a 1,5 partes e do aglutinante é de 0,1 a 0,5 partes. Entre eles, o gradiente de tamanho de grão do carbeto de silício é de 3 a 5 partes de SiC(90-30m) e de 2 a 3 partes de SiC(30-0,8m). A metilcelulose e o pó de PVA foram adicionados à quantidade apropriada de água (0,1 a 0,5 partes, respectivamente) e, após aquecimento, obteve-se uma solução transparente.
1. Misture todos os tipos de pós, adesivos e soluções preparados de acordo com a fórmula e mexa bem.
2. Limpe o molde de fundição a vácuo, atingindo 0,1 MPa, e injete a pasta misturada sob pressão. Após um determinado período, a pasta é liberada e a peça bruta é retirada. Mantenha a uma temperatura de 30-70 °C por 18-20 horas para secagem.
3. Apare o tarugo de acordo com as especificações do desenho.
4. Coloque o tarugo de sinterização reativa no forno, adicione de 1 a 3 partes de silício metálico e realize a sinterização a vácuo. O processo é dividido em três etapas: baixa temperatura (0-700 °C), mantida por 3 a 5 horas; temperatura média (700-1400 °C), mantida por 4 a 6 horas; e alta temperatura (1400-2200 °C), mantida por 5 a 7 horas. Quando a temperatura cair abaixo de 150 °C, desligue o forno e abra-o novamente.
5. Tratamento de jateamento de areia para retificação da superfície do produto com escória de silício, utilizando jateamento de areia para retificação.
6. Os produtos do tratamento de oxidação são colocados no forno de oxidação e mantidos a 1350 °C por 24 horas, com resfriamento natural. Em seguida, são retirados, verificados e armazenados.
As matérias-primas e as proporções adotadas pelo método da invenção são científicas e razoáveis, de modo que a peça bruta apresenta porosidade suficiente e densidade superior; uma taxa de aquecimento, temperatura e tempo de sinterização otimizados garantem a alta resistência à flexão do produto. O desempenho e a qualidade principais deste método atingiram o nível avançado internacional. Seus principais indicadores são os seguintes:
Implementação específica da sinterização reativa de carbeto de silício
Exemplo 1: Método para fabricação de feixes de carbeto de silício sinterizados por reação:
1. Para a mistura de matéria-prima, pese 0,3 partes de adesivo, adicione uma certa quantidade de água e misture bem. Em seguida, adicione 6,8 partes de pó de carbeto de silício (3,8 partes com tamanho de partícula de 90-30 µm e 3 partes com tamanho de partícula de 30-0,8 µm), 1 parte de negro de fumo e, por fim, preto.
2. Ao fazer o vazamento, primeiro limpe o molde utilizado, alinhe-o, fixe-o com parafusos, retire a pasta do tanque sob pressão, preencha o tanque com nitrogênio a 0,1 MPa, realize o vazamento sob pressão e empurre a pasta para dentro do molde. Após 1 hora, a pasta é liberada e, após 6 horas, o molde é removido, o material bruto é retirado e levado para a câmara de secagem por 30 a 70 horas, sendo necessário remover o excesso em 18 a 20 horas. 3. Ao reparar o material bruto, verifique primeiro se ele atende aos requisitos do projeto. Caso atenda, repare o material bruto de acordo com o desenho. Após a inspeção, envie para a câmara de secagem em alta temperatura.
4. Após a umidade do tarugo sinterizado atingir 1%, retire-o, limpe-o com ar comprimido e pese-o. Adicione 2,9 partes de silício metálico. Pode-se injetar nitrogênio na câmara de sinterização a vácuo. O processo de sinterização deve ser realizado a baixa temperatura (700 °C) por 4 horas; a média temperatura (1400 °C) por 5 horas; e a alta temperatura (2200 °C) por 6 horas. Quando a temperatura cair para 150 °C após 12 horas, interrompa a operação no forno e abra-o.
5. Após o tratamento de jateamento de areia, o produto é lixado e polido com jateamento de areia, seguindo o padrão de silício estabelecido pela Chartered em sua superfície.
6. O objetivo do tratamento de oxidação é remover os óxidos gerados durante o processo de sinterização. O produto é aquecido a 1350 °C por 24 horas em um forno de oxidação e, em seguida, resfriado naturalmente. Após a remoção, é armazenado e inspecionado.
As matérias-primas e as proporções adotadas pelo método da invenção são científicas e razoáveis, de modo que a peça bruta apresenta porosidade suficiente e densidade superior; a taxa de aquecimento, a temperatura e o tempo de sinterização otimizados garantem a alta resistência à flexão do produto. O desempenho e a qualidade dos produtos fabricados por este método atingiram o nível avançado internacional.
O método de produção de carboneto de silício por sinterização reativa descrito acima é o descrito. Para mais informações, entre em contato conosco!
Data da publicação: 13/06/2023