రియాక్షన్ సింటరింగ్ మరియు ప్రెజర్‌లెస్ సింటరింగ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్ తయారీ ప్రక్రియ

ప్రతిచర్య సింటరింగ్

ప్రతిచర్య సింటరింగ్సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో సిరామిక్ కాంపాక్టింగ్, సింటరింగ్ ఫ్లక్స్ ఇన్‌ఫిల్ట్రేషన్ ఏజెంట్ కాంపాక్టింగ్, రియాక్షన్ సింటరింగ్ సిరామిక్ ఉత్పత్తి తయారీ, సిలికాన్ కార్బైడ్ కలప సిరామిక్ తయారీ మరియు ఇతర దశలు ఉంటాయి.

రియాక్షన్ సింటరింగ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ నాజిల్

మొదట, 80-90% సిరామిక్ పౌడర్ (ఒకటి లేదా రెండు పౌడర్లతో కూడి ఉంటుంది)సిలికాన్ కార్బైడ్ పొడిమరియు బోరాన్ కార్బైడ్ పౌడర్), 3-15% కార్బన్ సోర్స్ పౌడర్ (ఒకటి లేదా రెండు కార్బన్ బ్లాక్ మరియు ఫినోలిక్ రెసిన్లతో కూడి ఉంటుంది) మరియు 5-15% మోల్డింగ్ ఏజెంట్ (ఫినోలిక్ రెసిన్, పాలిథిలిన్ గ్లైకాల్, హైడ్రాక్సీమీథైల్ సెల్యులోజ్ లేదా పారాఫిన్) లను బాల్ మిల్లును ఉపయోగించి సమానంగా కలుపుతారు. మిశ్రమ పొడిని పొందడానికి, దీనిని స్ప్రే ఎండబెట్టి, గ్రాన్యులేటెడ్ చేసి, ఆపై వివిధ నిర్దిష్ట ఆకృతులతో కూడిన సిరామిక్ కాంపాక్ట్‌ను పొందడానికి అచ్చులో నొక్కి ఉంచాలి.
రెండవది, 60-80% సిలికాన్ పౌడర్, 3-10% సిలికాన్ కార్బైడ్ పౌడర్ మరియు 37-10% బోరాన్ నైట్రైడ్ పౌడర్‌లను సమానంగా కలిపి, సింటరింగ్ ఫ్లక్స్ ఇన్‌ఫిల్ట్రేషన్ ఏజెంట్ కాంపాక్ట్‌ను పొందడానికి ఒక అచ్చులో నొక్కి ఉంచుతారు.
సిరామిక్ కాంపాక్ట్ మరియు సింటర్డ్ ఇన్‌ఫిల్ట్రాంట్ కాంపాక్ట్‌లను కలిపి పేర్చారు, మరియు రియాక్షన్ సింటర్డ్ సిరామిక్ ఉత్పత్తిని పొందడానికి 1-3 గంటల పాటు సింటరింగ్ మరియు వేడి సంరక్షణ కోసం 5×10-1 Pa కంటే తక్కువ లేని వాక్యూమ్ డిగ్రీ కలిగిన వాక్యూమ్ ఫర్నేస్‌లో ఉష్ణోగ్రతను 1450-1750℃కి పెంచుతారు. దట్టమైన సిరామిక్ షీట్‌ను పొందడానికి ట్యాప్ చేయడం ద్వారా సింటర్డ్ సిరామిక్ ఉపరితలంపై ఉన్న ఇన్‌ఫిల్ట్రాంట్ అవశేషాలను తొలగిస్తారు మరియు కాంపాక్ట్ యొక్క అసలు ఆకారం నిర్వహించబడుతుంది.
చివరగా, రియాక్షన్ సింటరింగ్ ప్రక్రియను అవలంబిస్తారు, అంటే, అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద రియాక్షన్ యాక్టివిటీ ఉన్న ద్రవ సిలికాన్ లేదా సిలికాన్ మిశ్రమం కేశనాళిక శక్తి చర్యలో కార్బన్ కలిగి ఉన్న పోరస్ సిరామిక్ ఖాళీలోకి చొరబడి, దానిలోని కార్బన్‌తో చర్య జరిపి సిలికాన్ కార్బైడ్‌ను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది వాల్యూమ్‌లో విస్తరిస్తుంది మరియు మిగిలిన రంధ్రాలు ఎలిమెంటల్ సిలికాన్‌తో నిండి ఉంటాయి. పోరస్ సిరామిక్ ఖాళీ స్వచ్ఛమైన కార్బన్ లేదా సిలికాన్ కార్బైడ్/కార్బన్ ఆధారిత మిశ్రమ పదార్థం కావచ్చు. మునుపటిది ఉత్ప్రేరకంగా సేంద్రీయ రెసిన్, పోర్ ఫార్మర్ మరియు ద్రావకాన్ని క్యూరింగ్ చేయడం మరియు పైరోలైజ్ చేయడం ద్వారా పొందబడుతుంది. సిలికాన్ కార్బైడ్/కార్బన్ ఆధారిత మిశ్రమ పదార్థాలను పొందడానికి సిలికాన్ కార్బైడ్ కణాలు/రెసిన్ ఆధారిత మిశ్రమ పదార్థాలను పైరోలైజ్ చేయడం ద్వారా లేదా α-SiC మరియు కార్బన్ పౌడర్‌ను ప్రారంభ పదార్థాలుగా ఉపయోగించడం ద్వారా మరియు మిశ్రమ పదార్థాన్ని పొందడానికి నొక్కడం లేదా ఇంజెక్షన్ మోల్డింగ్ ప్రక్రియను ఉపయోగించడం ద్వారా రెండోది పొందబడుతుంది.

ఒత్తిడి లేని సింటరింగ్

సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క పీడనరహిత సింటరింగ్ ప్రక్రియను ఘన-దశ సింటరింగ్ మరియు ద్రవ-దశ సింటరింగ్‌గా విభజించవచ్చు. ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, దీనిపై పరిశోధన జరిగిందిసిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్స్వదేశంలో మరియు విదేశాలలో ప్రధానంగా లిక్విడ్-ఫేజ్ సింటరింగ్‌పై దృష్టి సారించింది.సిరామిక్ తయారీ ప్రక్రియ: మిశ్రమ పదార్థం బాల్ మిల్లింగ్–>స్ప్రే గ్రాన్యులేషన్–>డ్రై ప్రెస్సింగ్–>గ్రీన్ బాడీ సాలిడిఫికేషన్–>వాక్యూమ్ సింటరింగ్.

ఒత్తిడి లేని సింటర్డ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ ఉత్పత్తులు

96-99 భాగాల సిలికాన్ కార్బైడ్ అల్ట్రాఫైన్ పౌడర్ (50-500nm), 1-2 భాగాల బోరాన్ కార్బైడ్ అల్ట్రాఫైన్ పౌడర్ (50-500nm), 0.2-1 భాగాల నానో-టైటానియం బోరైడ్ (30-80nm), 10-20 భాగాల నీటిలో కరిగే ఫినోలిక్ రెసిన్ మరియు 0.1-0.5 భాగాల అధిక సామర్థ్యం గల డిస్పర్సెంట్‌ను బాల్ మిల్లింగ్ మరియు 24 గంటల పాటు మిక్సింగ్ కోసం బాల్ మిల్లింగ్‌లో వేసి, మిశ్రమ స్లర్రీని మిక్సింగ్ బారెల్‌లో వేసి 2 గంటల పాటు కదిలించండి.
పైన పేర్కొన్న మిశ్రమాన్ని గ్రాన్యులేషన్ టవర్‌లోకి స్ప్రే చేస్తారు మరియు మంచి కణ స్వరూపం, మంచి ద్రవత్వం, ఇరుకైన కణ పంపిణీ పరిధి మరియు మితమైన తేమ కలిగిన గ్రాన్యులేషన్ పౌడర్‌ను స్ప్రే పీడనం, గాలి ఇన్‌లెట్ ఉష్ణోగ్రత, గాలి అవుట్‌లెట్ ఉష్ణోగ్రత మరియు స్ప్రే షీట్ కణ పరిమాణాన్ని నియంత్రించడం ద్వారా పొందవచ్చు. సెంట్రిఫ్యూగల్ ఫ్రీక్వెన్సీ మార్పిడి 26-32, గాలి ఇన్‌లెట్ ఉష్ణోగ్రత 250-280℃, గాలి అవుట్‌లెట్ ఉష్ణోగ్రత 100-120℃, మరియు స్లర్రీ ఇన్‌లెట్ పీడనం 40-60.
పైన పేర్కొన్న గ్రాన్యులేషన్ పౌడర్‌ను ఆకుపచ్చ శరీరాన్ని పొందడానికి నొక్కడం కోసం సిమెంటు కార్బైడ్ అచ్చులో ఉంచుతారు. నొక్కే పద్ధతి ద్వి దిశాత్మక పీడనం, మరియు యంత్ర సాధన పీడన టన్ను 150-200 టన్నులు.
నొక్కిన ఆకుపచ్చ పదార్థాన్ని ఎండబెట్టడానికి మరియు క్యూరింగ్ చేయడానికి డ్రైయింగ్ ఓవెన్‌లో ఉంచుతారు, తద్వారా మంచి ఆకుపచ్చ పదార్థ బలం కలిగిన ఆకుపచ్చ పదార్థాన్ని పొందవచ్చు.
పైన పేర్కొన్న క్యూర్డ్ ఆకుపచ్చ వస్తువును a లో ఉంచారుగ్రాఫైట్ క్రూసిబుల్మరియు దగ్గరగా మరియు చక్కగా అమర్చబడి, ఆపై ఆకుపచ్చ శరీరంతో గ్రాఫైట్ క్రూసిబుల్‌ను కాల్చడానికి అధిక-ఉష్ణోగ్రత వాక్యూమ్ సింటరింగ్ ఫర్నేస్‌లో ఉంచుతారు. కాల్పుల ఉష్ణోగ్రత 2200-2250℃, మరియు ఇన్సులేషన్ సమయం 1-2 గంటలు. చివరగా, అధిక-పనితీరు గల ఒత్తిడి లేని సింటర్డ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ పొందబడతాయి.

ఘన-దశ సింటరింగ్

సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క పీడనరహిత సింటరింగ్ ప్రక్రియను ఘన-దశ సింటరింగ్ మరియు ద్రవ-దశ సింటరింగ్‌గా విభజించవచ్చు. SiC మరియు దాని మిశ్రమ పదార్థాలు ద్రవ-దశ సింటరింగ్‌ను ప్రదర్శించడానికి మరియు తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద సాంద్రతను సాధించడానికి ద్రవ-దశ సింటరింగ్‌కు Y2O3 బైనరీ మరియు టెర్నరీ సంకలనాలు వంటి సింటరింగ్ సంకలనాలను జోడించడం అవసరం. ఘన-దశ సింటర్డ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ తయారీ పద్ధతిలో ముడి పదార్థాలను కలపడం, స్ప్రే గ్రాన్యులేషన్, మోల్డింగ్ మరియు వాక్యూమ్ సింటరింగ్ ఉంటాయి. నిర్దిష్ట ఉత్పత్తి ప్రక్రియ క్రింది విధంగా ఉంటుంది:
70-90% సబ్‌మైక్రాన్ α సిలికాన్ కార్బైడ్ (200-500nm), 0.1-5% బోరాన్ కార్బైడ్, 4-20% రెసిన్ మరియు 5-20% ఆర్గానిక్ బైండర్‌ను మిక్సర్‌లో ఉంచి తడి మిక్సింగ్ కోసం స్వచ్ఛమైన నీటితో కలుపుతారు. 6-48 గంటల తర్వాత, మిశ్రమ స్లర్రీని 60-120 మెష్ జల్లెడ ద్వారా పంపుతారు;
జల్లెడ పట్టిన స్లర్రీని స్ప్రే గ్రాన్యులేషన్ టవర్ ద్వారా గ్రాన్యులేట్ చేస్తారు. స్ప్రే గ్రాన్యులేషన్ టవర్ యొక్క ఇన్లెట్ ఉష్ణోగ్రత 180-260℃, మరియు అవుట్లెట్ ఉష్ణోగ్రత 60-120℃; గ్రాన్యులేట్ పదార్థం యొక్క బల్క్ సాంద్రత 0.85-0.92g/cm3, ద్రవత్వం 8-11s/30g; గ్రాన్యులేట్ పదార్థాన్ని తరువాత ఉపయోగం కోసం 60-120 మెష్ జల్లెడ ద్వారా జల్లెడ పడతారు;
కావలసిన ఉత్పత్తి ఆకృతి ప్రకారం అచ్చును ఎంచుకుని, గ్రాన్యులేటెడ్ పదార్థాన్ని అచ్చు కుహరంలోకి లోడ్ చేసి, 50-200MPa పీడనంతో గది ఉష్ణోగ్రత కంప్రెషన్ మోల్డింగ్‌ను నిర్వహించి, గ్రీన్ బాడీని పొందండి; లేదా కంప్రెషన్ మోల్డింగ్ తర్వాత గ్రీన్ బాడీని ఐసోస్టాటిక్ ప్రెస్సింగ్ పరికరంలో ఉంచండి, 200-300MPa పీడనంతో ఐసోస్టాటిక్ ప్రెస్సింగ్ చేయండి మరియు సెకండరీ ప్రెస్సింగ్ తర్వాత గ్రీన్ బాడీని పొందండి;
పైన పేర్కొన్న దశల్లో తయారుచేసిన గ్రీన్ బాడీని సింటరింగ్ కోసం వాక్యూమ్ సింటరింగ్ ఫర్నేస్‌లో ఉంచండి మరియు అర్హత కలిగినది పూర్తయిన సిలికాన్ కార్బైడ్ బుల్లెట్‌ప్రూఫ్ సిరామిక్; పైన పేర్కొన్న సింటరింగ్ ప్రక్రియలో, ముందుగా సింటరింగ్ ఫర్నేస్‌ను ఖాళీ చేయండి మరియు వాక్యూమ్ డిగ్రీ 3-5×10-2 Pa తర్వాత చేరుకున్నప్పుడు, జడ వాయువును సింటరింగ్ ఫర్నేస్‌లోకి సాధారణ పీడనానికి పంపి, ఆపై వేడి చేస్తారు. తాపన ఉష్ణోగ్రత మరియు సమయం మధ్య సంబంధం: గది ఉష్ణోగ్రత 800℃, 5-8 గంటలు, 0.5-1 గంటకు వేడి సంరక్షణ, 800℃ నుండి 2000-2300℃ వరకు, 6-9 గంటలు, 1 నుండి 2 గంటల వరకు వేడి సంరక్షణ, ఆపై ఫర్నేస్‌తో చల్లబరుస్తుంది మరియు గది ఉష్ణోగ్రతకు తగ్గించబడుతుంది.

సాధారణ పీడనం వద్ద సింటర్డ్ చేయబడిన సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణం మరియు ధాన్యం సరిహద్దు

సంక్షిప్తంగా, హాట్ ప్రెస్సింగ్ సింటరింగ్ ప్రక్రియ ద్వారా తయారు చేయబడిన సిరామిక్స్ మెరుగైన పనితీరును కలిగి ఉంటాయి, కానీ ఉత్పత్తి ఖర్చు కూడా బాగా పెరుగుతుంది; పీడన రహిత సింటరింగ్ ద్వారా తయారు చేయబడిన సిరామిక్స్ అధిక ముడి పదార్థాల అవసరాలు, అధిక సింటరింగ్ ఉష్ణోగ్రత, పెద్ద ఉత్పత్తి పరిమాణ మార్పులు, సంక్లిష్ట ప్రక్రియ మరియు తక్కువ పనితీరును కలిగి ఉంటాయి; రియాక్షన్ సింటరింగ్ ప్రక్రియ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన సిరామిక్ ఉత్పత్తులు అధిక సాంద్రత, మంచి యాంటీ-బాలిస్టిక్ పనితీరు మరియు సాపేక్షంగా తక్కువ తయారీ ఖర్చును కలిగి ఉంటాయి. సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ యొక్క వివిధ సింటరింగ్ తయారీ ప్రక్రియలు వాటి స్వంత ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు అప్లికేషన్ దృశ్యాలు కూడా భిన్నంగా ఉంటాయి. ఉత్పత్తి ప్రకారం సరైన తయారీ పద్ధతిని ఎంచుకోవడం మరియు తక్కువ ధర మరియు అధిక పనితీరు మధ్య సమతుల్యతను కనుగొనడం ఉత్తమ విధానం.