எதிர்வினை சின்டரிங் மற்றும் அழுத்தமற்ற சின்டரிங் சிலிக்கான் கார்பைடு பீங்கான் தயாரிப்பு செயல்முறை

எதிர்வினை சின்டரிங்

எதிர்வினை வெப்பமடைதல்சிலிக்கான் கார்பைடு பீங்கான்உற்பத்தி செயல்முறையில் பீங்கான் சுருக்கம், சின்டரிங் ஃப்ளக்ஸ் ஊடுருவல் முகவர் சுருக்கம், எதிர்வினை சின்டரிங் பீங்கான் தயாரிப்பு தயாரிப்பு, சிலிக்கான் கார்பைடு மர பீங்கான் தயாரிப்பு மற்றும் பிற படிகள் அடங்கும்.

வினை வெப்பமாக்கும் சிலிக்கான் கார்பைடு முனை

முதலில், 80-90% பீங்கான் தூள் (ஒன்று அல்லது இரண்டு பொடிகளால் ஆனது)சிலிக்கான் கார்பைடு தூள்மற்றும் போரான் கார்பைடு தூள்), 3-15% கார்பன் மூலப் பொடி (ஒன்று அல்லது இரண்டு கார்பன் கருப்பு மற்றும் பீனாலிக் பிசின் கொண்டது) மற்றும் 5-15% மோல்டிங் ஏஜென்ட் (பீனாலிக் பிசின், பாலிஎதிலீன் கிளைகோல், ஹைட்ராக்ஸிமெதில் செல்லுலோஸ் அல்லது பாரஃபின்) ஆகியவை ஒரு பந்து ஆலையைப் பயன்படுத்தி சமமாக கலக்கப்பட்டு ஒரு கலப்புப் பொடியைப் பெறுகின்றன, இது ஸ்ப்ரே உலர்த்தப்பட்டு கிரானுலேட்டட் செய்யப்பட்டு, பின்னர் பல்வேறு குறிப்பிட்ட வடிவங்களுடன் ஒரு பீங்கான் கச்சிதத்தைப் பெற ஒரு அச்சில் அழுத்தப்படுகிறது.
இரண்டாவதாக, 60-80% சிலிக்கான் பவுடர், 3-10% சிலிக்கான் கார்பைடு பவுடர் மற்றும் 37-10% போரான் நைட்ரைடு பவுடர் ஆகியவை சமமாக கலக்கப்பட்டு, ஒரு அச்சில் அழுத்தி, ஒரு சின்டரிங் ஃப்ளக்ஸ் இன்ஃபில்ட்ரேஷன் ஏஜென்ட் கச்சிதத்தைப் பெறப்படுகின்றன.
பின்னர் பீங்கான் காம்பாக்ட் மற்றும் சின்டர் செய்யப்பட்ட இன்ஃபில்ட்ரன்ட் காம்பாக்ட் ஆகியவை ஒன்றாக அடுக்கி வைக்கப்படுகின்றன, மேலும் 5×10-1 Pa க்கு குறையாத வெற்றிட அளவு கொண்ட வெற்றிட உலையில் வெப்பநிலை 1450-1750℃ ஆக உயர்த்தப்பட்டு, 1-3 மணிநேரம் சின்டர் செய்யப்பட்டு வெப்பத்தை பாதுகாக்கப்படுகிறது. இதன் மூலம் சின்டர் செய்யப்பட்ட பீங்கான் தயாரிப்பைப் பெறலாம். அடர்த்தியான பீங்கான் தாளைப் பெற தட்டுவதன் மூலம் சின்டர் செய்யப்பட்ட பீங்கான் மேற்பரப்பில் உள்ள ஊடுருவல் எச்சம் அகற்றப்பட்டு, காம்பாக்டின் அசல் வடிவம் பராமரிக்கப்படுகிறது.
இறுதியாக, எதிர்வினை சின்டரிங் செயல்முறை ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகிறது, அதாவது, அதிக வெப்பநிலையில் எதிர்வினை செயல்பாட்டைக் கொண்ட திரவ சிலிக்கான் அல்லது சிலிக்கான் கலவை, தந்துகி விசையின் செயல்பாட்டின் கீழ் கார்பனைக் கொண்ட நுண்துளை பீங்கான் வெற்றுக்குள் ஊடுருவி, அதில் உள்ள கார்பனுடன் வினைபுரிந்து சிலிக்கான் கார்பைடை உருவாக்குகிறது, இது அளவில் விரிவடையும், மீதமுள்ள துளைகள் தனிம சிலிக்கானால் நிரப்பப்படுகின்றன. நுண்துளை பீங்கான் வெற்று தூய கார்பன் அல்லது சிலிக்கான் கார்பைடு/கார்பன் அடிப்படையிலான கலப்புப் பொருளாக இருக்கலாம். முந்தையது ஒரு கரிம பிசின், ஒரு துளை ஃபார்மர் மற்றும் ஒரு கரைப்பான் ஆகியவற்றை வினையூக்கமாக குணப்படுத்தி பைரோலைஸ் செய்வதன் மூலம் பெறப்படுகிறது. பிந்தையது சிலிக்கான் கார்பைடு துகள்கள்/பிசின் அடிப்படையிலான கலப்புப் பொருட்களை பைரோலைஸ் செய்வதன் மூலம் சிலிக்கான் கார்பைடு/கார்பன் அடிப்படையிலான கலப்புப் பொருட்களைப் பெறுவதன் மூலம் அல்லது α-SiC மற்றும் கார்பன் பவுடரை தொடக்கப் பொருட்களாகப் பயன்படுத்தி, கலப்புப் பொருளைப் பெற அழுத்துதல் அல்லது ஊசி மோல்டிங் செயல்முறையைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் பெறப்படுகிறது.

அழுத்தமற்ற சின்டரிங்

சிலிக்கான் கார்பைடின் அழுத்தமற்ற சின்டரிங் செயல்முறையை திட-கட்ட சின்டரிங் மற்றும் திரவ-கட்ட சின்டரிங் எனப் பிரிக்கலாம். சமீபத்திய ஆண்டுகளில், இது குறித்த ஆராய்ச்சிசிலிக்கான் கார்பைடு மட்பாண்டங்கள்உள்நாட்டிலும் வெளிநாட்டிலும் முக்கியமாக திரவ-கட்ட சின்டரிங்கில் கவனம் செலுத்துகிறது. பீங்கான் தயாரிப்பு செயல்முறை: கலப்பு பொருள் பந்து அரைத்தல்–>ஸ்ப்ரே கிரானுலேஷன்–>உலர் அழுத்துதல்–>பசுமை உடல் திடப்படுத்தல்–>வெற்றிட சின்டரிங்.

அழுத்தமற்ற வெப்பமாக்கப்பட்ட சிலிக்கான் கார்பைடு தயாரிப்புகள்

96-99 பாகங்கள் சிலிக்கான் கார்பைடு அல்ட்ராஃபைன் பவுடர் (50-500nm), 1-2 பாகங்கள் போரான் கார்பைடு அல்ட்ராஃபைன் பவுடர் (50-500nm), 0.2-1 பாகங்கள் நானோ-டைட்டானியம் போரைடு (30-80nm), 10-20 பாகங்கள் நீரில் கரையக்கூடிய பினாலிக் பிசின் மற்றும் 0.1-0.5 பாகங்கள் உயர்-திறன் சிதறலை பந்து ஆலையில் சேர்த்து 24 மணி நேரம் பந்து அரைத்து கலக்கவும், மேலும் கலந்த குழம்பை ஒரு கலவை பீப்பாயில் போட்டு 2 மணி நேரம் கிளறி குழம்பில் உள்ள குமிழ்களை அகற்றவும்.
மேலே உள்ள கலவை கிரானுலேஷன் கோபுரத்தில் தெளிக்கப்படுகிறது, மேலும் நல்ல துகள் உருவவியல், நல்ல திரவத்தன்மை, குறுகிய துகள் விநியோக வரம்பு மற்றும் மிதமான ஈரப்பதம் கொண்ட கிரானுலேஷன் பவுடர் தெளிப்பு அழுத்தம், காற்று நுழைவாயில் வெப்பநிலை, காற்று வெளியேறும் வெப்பநிலை மற்றும் தெளிப்பு தாள் துகள் அளவு ஆகியவற்றைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் பெறப்படுகிறது. மையவிலக்கு அதிர்வெண் மாற்றம் 26-32, காற்று நுழைவாயில் வெப்பநிலை 250-280℃, காற்று வெளியேறும் வெப்பநிலை 100-120℃, மற்றும் குழம்பு நுழைவாயில் அழுத்தம் 40-60 ஆகும்.
மேலே உள்ள கிரானுலேஷன் பவுடர் ஒரு சிமென்ட் செய்யப்பட்ட கார்பைடு அச்சில் வைக்கப்பட்டு, பச்சை நிற உடலைப் பெற அழுத்தப்படுகிறது. அழுத்தும் முறை இருதரப்பு அழுத்தம், மற்றும் இயந்திர கருவி அழுத்த டன் 150-200 டன் ஆகும்.
அழுத்தப்பட்ட பச்சை உடலை உலர்த்தும் அடுப்பில் வைத்து உலர்த்துதல் மற்றும் பதப்படுத்துதல் மூலம் நல்ல பச்சை உடல் வலிமையுடன் கூடிய பச்சை உடலைப் பெற முடியும்.
மேலே குணப்படுத்தப்பட்ட பச்சை உடல் ஒரு இடத்தில் வைக்கப்படுகிறதுகிராஃபைட் சிலுவைமற்றும் நெருக்கமாகவும் நேர்த்தியாகவும் அமைக்கப்பட்டு, பின்னர் பச்சை நிற உடலுடன் கூடிய கிராஃபைட் க்ரூசிபிள் சுடுவதற்காக உயர் வெப்பநிலை வெற்றிட சின்டரிங் உலையில் வைக்கப்படுகிறது. சுடும் வெப்பநிலை 2200-2250℃, மற்றும் காப்பு நேரம் 1-2 மணிநேரம் ஆகும். இறுதியாக, உயர் செயல்திறன் கொண்ட அழுத்தமற்ற சின்டர்டு சிலிக்கான் கார்பைடு மட்பாண்டங்கள் பெறப்படுகின்றன.

திட-கட்ட வெப்பமாக்கல்

சிலிக்கான் கார்பைடின் அழுத்தமற்ற சின்டரிங் செயல்முறையை திட-கட்ட சின்டரிங் மற்றும் திரவ-கட்ட சின்டரிங் எனப் பிரிக்கலாம். SiC மற்றும் அதன் கூட்டுப் பொருட்கள் திரவ-கட்ட சின்டரிங் வழங்கவும், குறைந்த வெப்பநிலையில் அடர்த்தியை அடையவும், திரவ-கட்ட சின்டரிங் செய்வதற்கு Y2O3 பைனரி மற்றும் மும்முனை சேர்க்கைகள் போன்ற சின்டரிங் சேர்க்கைகளைச் சேர்க்க வேண்டும். திட-கட்ட சின்டர் செய்யப்பட்ட சிலிக்கான் கார்பைடு மட்பாண்டங்களின் தயாரிப்பு முறையில் மூலப்பொருட்களின் கலவை, தெளிப்பு கிரானுலேஷன், மோல்டிங் மற்றும் வெற்றிட சின்டரிங் ஆகியவை அடங்கும். குறிப்பிட்ட உற்பத்தி செயல்முறை பின்வருமாறு:
70-90% சப்மைக்ரான் α சிலிக்கான் கார்பைடு (200-500nm), 0.1-5% போரான் கார்பைடு, 4-20% பிசின் மற்றும் 5-20% கரிம பைண்டர் ஆகியவை ஒரு மிக்சியில் வைக்கப்பட்டு ஈரமான கலவைக்காக தூய நீரில் சேர்க்கப்படுகின்றன. 6-48 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு, கலந்த குழம்பு 60-120 கண்ணி சல்லடை வழியாக அனுப்பப்படுகிறது;
சல்லடை செய்யப்பட்ட குழம்பு, ஸ்ப்ரே கிரானுலேஷன் கோபுரம் வழியாக கிரானுலேட்டாக தெளிக்கப்படுகிறது. ஸ்ப்ரே கிரானுலேஷன் கோபுரத்தின் உள்வாங்கும் வெப்பநிலை 180-260℃, மற்றும் வெளியேறும் வெப்பநிலை 60-120℃; கிரானுலேட்டட் பொருளின் மொத்த அடர்த்தி 0.85-0.92g/cm3, திரவத்தன்மை 8-11s/30g; கிரானுலேட்டட் பொருள் 60-120 கண்ணி சல்லடை மூலம் சல்லடை செய்யப்பட்டு பின்னர் பயன்படுத்தப்படுகிறது;
விரும்பிய தயாரிப்பு வடிவத்திற்கு ஏற்ப ஒரு அச்சைத் தேர்ந்தெடுத்து, கிரானுலேட்டட் பொருளை அச்சு குழிக்குள் ஏற்றி, அறை வெப்பநிலை சுருக்க மோல்டிங்கை 50-200MPa அழுத்தத்தில் செய்து பச்சை உடலைப் பெறுங்கள்; அல்லது சுருக்க மோல்டிங்கிற்குப் பிறகு பச்சை உடலை ஒரு ஐசோஸ்டேடிக் அழுத்தும் சாதனத்தில் வைக்கவும், 200-300MPa அழுத்தத்தில் ஐசோஸ்டேடிக் அழுத்தும் செயல்பாட்டைச் செய்யவும், இரண்டாம் நிலை அழுத்தத்திற்குப் பிறகு ஒரு பச்சை உடலைப் பெறவும்;
மேலே உள்ள படிகளில் தயாரிக்கப்பட்ட பச்சை உடலை சின்டரிங் செய்வதற்கான வெற்றிட சின்டரிங் உலையில் வைக்கவும், தகுதியானது முடிக்கப்பட்ட சிலிக்கான் கார்பைடு குண்டு துளைக்காத பீங்கான் ஆகும்; மேலே உள்ள சின்டரிங் செயல்பாட்டில், முதலில் சின்டரிங் உலையை காலி செய்யவும், வெற்றிட அளவு 3-5×10-2 Pa க்குப் பிறகு அடையும் போது, ​​மந்த வாயு சின்டரிங் உலைக்குள் சாதாரண அழுத்தத்திற்கு அனுப்பப்பட்டு பின்னர் சூடாக்கப்படுகிறது. வெப்ப வெப்பநிலைக்கும் நேரத்திற்கும் இடையிலான உறவு: அறை வெப்பநிலை 800℃, 5-8 மணிநேரம், 0.5-1 மணிநேரம் வெப்பப் பாதுகாப்பு, 800℃ முதல் 2000-2300℃ வரை, 6-9 மணிநேரம், 1 முதல் 2 மணிநேரம் வெப்பப் பாதுகாப்பு, பின்னர் உலையுடன் குளிர்வித்து அறை வெப்பநிலைக்குக் குறைக்கப்பட்டது.

சாதாரண அழுத்தத்தில் வெப்பப்படுத்தப்பட்ட சிலிக்கான் கார்பைட்டின் நுண் கட்டமைப்பு மற்றும் தானிய எல்லை

சுருக்கமாக, சூடான அழுத்தும் சின்டரிங் செயல்முறையால் தயாரிக்கப்படும் மட்பாண்டங்கள் சிறந்த செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளன, ஆனால் உற்பத்தி செலவும் பெரிதும் அதிகரிக்கிறது; அழுத்தம் இல்லாத சின்டரிங் மூலம் தயாரிக்கப்படும் மட்பாண்டங்கள் அதிக மூலப்பொருள் தேவைகள், அதிக சின்டரிங் வெப்பநிலை, பெரிய தயாரிப்பு அளவு மாற்றங்கள், சிக்கலான செயல்முறை மற்றும் குறைந்த செயல்திறன் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன; எதிர்வினை சின்டரிங் செயல்முறையால் தயாரிக்கப்படும் பீங்கான் பொருட்கள் அதிக அடர்த்தி, நல்ல பாலிஸ்டிக் எதிர்ப்பு செயல்திறன் மற்றும் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த தயாரிப்பு செலவைக் கொண்டுள்ளன. சிலிக்கான் கார்பைடு மட்பாண்டங்களின் பல்வேறு சின்டரிங் தயாரிப்பு செயல்முறைகள் அவற்றின் சொந்த நன்மைகள் மற்றும் தீமைகளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் பயன்பாட்டு சூழ்நிலைகளும் வேறுபட்டதாக இருக்கும். தயாரிப்புக்கு ஏற்ப சரியான தயாரிப்பு முறையைத் தேர்ந்தெடுத்து குறைந்த விலை மற்றும் அதிக செயல்திறனுக்கும் இடையில் சமநிலையைக் கண்டறிவது சிறந்த கொள்கையாகும்.