Синтеризатсияи реаксия
Синтеризатсияи реаксиякерамики карбиди кремнийраванди истеҳсолӣ фишурдани сафолӣ, фишурдани агенти инфилтратсияи флюс, реаксияҳои синтеризатсияи маҳсулоти сафолӣ, тайёр кардани сафоли ҳезуми карбиди кремний ва дигар марҳилаҳоро дар бар мегирад.
Реаксияи sintering сопло карбиди кремний
Аввалан, 80-90% хокаи сафолӣ (аз як ё ду хокаихокаи карбиди кремнийва хокаи карбиди бор), 3-15% хокаи манбаи карбон (аз як ё ду қатрони сиёҳи карбон ва фенолӣ иборат аст) ва 5-15% агенти қолабӣ (қатрони фенолӣ, полиэтиленгликол, селлюлозаи гидроксиметил ё парафин) бо осиёб ба таври баробар омехта карда мешавад, то хокаи пресси омехтаи спрей ба даст оварда шавад ва баъд дар г пресс карда мешавад. ба даст овардани як компакти сафолии дорои шаклҳои гуногуни мушаххас.
Дуюм, хокаи 60-80% кремний, 3-10% хокаи карбиди кремний ва 37-10% хокаи нитриди бор ба таври баробар омехта карда мешавад ва дар қолаб пахш карда мешавад, то як агенти инфилтратсияи синтерингро ба даст орад.
Пас аз он компакти сафолӣ ва паймоне, ки инфилтранти синтерӣ карда шудааст, якҷоя карда мешаванд ва ҳарорат дар кӯраи вакуумӣ бо дараҷаи вакуумӣ на камтар аз 5 × 10-1 Па барои агломератсия ва нигоҳдории гармӣ дар тӯли 1-3 соат барои ба даст овардани маҳсулоти реаксияшудаи сафолӣ ба 1450-1750 ℃ боло бурда мешавад. Боқимондаи инфилтрант дар рӯи сафолии синтершуда бо ламс тоза карда мешавад, то варақи зиччи сафолӣ ба даст ояд ва шакли аслии паймон нигоҳ дошта мешавад.
Дар ниҳоят, раванди синтеризатсияи реаксия қабул карда мешавад, яъне кремний ё хӯлаи кремний бо фаъолнокии реаксия дар ҳарорати баланд ба бланкаи сафолии ковоки дорои карбон дар зери таъсири қувваи капиллярӣ ворид мешавад ва бо карбон дар он реаксия карда, карбиди кремнийро ташкил медиҳад, ки ҳаҷм васеъ мешавад ва сӯрохиҳои боқимонда бо кремнийи элементарӣ пур карда мешаванд. Бланкаи сафолии ковок метавонад як маводи таркибии карбон ё карбиди кремний/карбон бошад. Аввалин бо роҳи каталитикӣ муолиҷа кардан ва пиролиз кардани қатрони органикӣ, ташаккулдиҳандаи сӯрох ва ҳалкунанда ба даст оварда мешавад. Охирин бо роҳи пиролиз кардани зарраҳои карбиди кремний/материалҳои таркибии ба қатрон асосёфта барои ба даст овардани маводи таркибии карбиди кремний/карбон ё бо истифода аз α-SiC ва хокаи карбон ҳамчун маводи ибтидоӣ ва бо истифода аз раванди пресскунӣ ё тазриқӣ барои ба даст овардани маводи таркибӣ ба даст оварда мешавад.
Синтеризатсияи бе фишор
Раванди бефишории синтеризатсияи карбиди кремнийро ба синтеризатсияи фазавии сахт ва синтеризатсияи моеъ тақсим кардан мумкин аст. Солхои охир тадкикот оид бакерамики карбиди кремнийдар дохил ва хориҷа асосан ба sintering моеъ-марҳилаи тамаркуз кардааст. Раванди омодасозии сафолӣ ин аст: фрезеркунии тӯби маводи омехта–>гранулятсияи дорупошӣ–>пресскунии хушк–> сахтшавии бадани сабз–>синтеркунии вакуумӣ.
Маҳсулоти карбиди кремнийи бе фишор синтеронидашуда
96-99 қисмҳои хокаи ултранафии карбиди кремний (50-500нм), 1-2 қисмҳои хокаи ултранафии карбиди бор (50-500нм), 0,2-1 қисмҳои нано-титани бориди (30-80нм), 10-20 қисмҳои дар об ҳалшаванда ва қисмҳои баландсифати фенолиси01 илова кунед. dispersant ба осиёб тӯб барои фрезерӣ ва омехта дар давоми 24 соат, ва slurping омехта ба як зарфи омехта барои 2 соат омехта барои тоза кардани футури дар slurry.
Омехтаи дар боло зикршуда ба бурҷи гранулятсия пошида мешавад ва хокаи гранулятсия бо морфологияи хуби зарраҳо, моеъияти хуб, диапазони танги тақсимоти зарраҳо ва намии мӯътадил тавассути назорати фишори дорупошӣ, ҳарорати вуруди ҳаво, ҳарорати баромади ҳаво ва андозаи зарраҳои варақи дорупошӣ ба даст оварда мешавад. Табдили басомади центрифуга 26-32, ҳарорати вуруди ҳаво 250-280 ℃, ҳарорати баромади ҳаво 100-120 ℃ ва фишори вуруди slurry 40-60 аст.
Хокаи гранулятсияи дар боло зикршуда дар қолаби карбиди сементшуда барои пресскунӣ барои гирифтани ҷисми сабз ҷойгир карда мешавад. Усули пресскунӣ фишори дуҷониба аст ва тоннаи фишори дастгоҳ 150-200 тонна аст.
Бадани сабзи пресскардаро барои хушк кардан ва табобат кардан дар танӯр хушк мекунанд, то бадани сабз бо қувваи хуби бадани сабз ба даст оварда шавад.
Бадани сабзи дар боло табобатшуда дар атигели графитйва зич ва бодиккат чойгир карда, баъд тигели графитро бо танаш сабз дар печи агломератсияи вакуумии харорати баланд барои оташ задан гузошта мешавад. Ҳарорати оташ 2200-2250 ℃ ва вақти изолятсия 1-2 соат аст. Ниҳоят, керамики карбиди кремнийи бефишори пурмахсул ба даст оварда мешавад.
Синтеризатсияи марҳилаи сахт
Раванди бефишории синтеризатсияи карбиди кремнийро ба синтеризатсияи фазавии сахт ва синтеризатсияи моеъ тақсим кардан мумкин аст. Синтеризатсияи марҳилаи моеъ илова кардани иловаҳои синтерингро, ба монанди иловаҳои бинарӣ ва сегонаи Y2O3 талаб мекунад, то SiC ва маводи таркибии он синтеризатсияи марҳилаи моеъро пешниҳод кунанд ва дар ҳарорати камтар зичшавӣ ба даст оранд. Усули тайёр кардани сафолҳои карбиди кремнийи синтерӣ дар марҳилаи сахт омехта кардани ашёи хом, гранулизатсияи дорупошӣ, қолабкунӣ ва агломератсияи вакуумиро дар бар мегирад. Раванди махсуси истеҳсолӣ чунин аст:
70-90% карбиди кремнийи субмикронӣ α (200-500нм), 0,1-5% карбиди бор, 4-20% қатрон ва 5-20% пайвандкунандаи органикиро дар миксер гузошта, барои омехта кардани тар бо оби соф илова мекунанд. Пас аз 6—48 соат шлами омехтаро аз 60—120-метра мегузаранд;
Шишаи аз ғалфшуда тавассути бурҷи гранулятсияи дорупошӣ пошида мешавад. Ҳарорати вуруди бурҷи гранулятсияи дорупошӣ 180-260 ℃ ва ҳарорати баромад 60-120 ℃ аст; зичии массаи маводи гранулшуда 0,85-0,92 г/см3, моеъ 8-11 с/30 г; маводи гранулшуда барои истифодаи минбаъда аз ҷумбонидан 60-120 меш ҷӯшонда мешавад;
Аз рӯи шакли дилхоҳи маҳсулот қолабро интихоб кунед, маводи гранулшударо ба холигии қолаб бор кунед ва қолаби фишурдани ҳарорати хонагӣ дар фишори 50-200МПа барои ба даст овардани ҷисми сабз; ё корпуси сабзро пас аз пресскунии фишурда ба дастгоҳи изостатикии пресскунӣ ҷойгир кунед, дар фишори 200-300МПа пресскунии изостатикиро анҷом диҳед ва пас аз пресскунии дуюм ҷисми сабз гиред;
Бадани сабзи дар қадамҳои боло омодашударо ба кӯраи вакуумии агломератсия барои агломератсия гузоред ва соҳиби тахассусӣ сафолии тайёри карбиди кремний мебошад; дар процесси агломератсияи боло, аввал печи агломератсияро холӣ кунед ва вақте ки дараҷаи вакуум ба 3-5 × 10-2 Пас аз Па мерасад, гази инертӣ ба печи агломератсия ба фишори муқаррарӣ интиқол дода мешавад ва сипас гарм карда мешавад. Муносибати байни ҳарорати гармкунӣ ва вақт ин аст: ҳарорати хонагӣ то 800 ℃, 5-8 соат, нигоҳдории гармӣ барои 0,5-1 соат, аз 800 ℃ то 2000-2300 ℃, 6-9 соат, нигоҳдории гармӣ барои 1 то 2 соат ва сипас бо оташдон хунук карда, то ҳарорати хонагӣ меафтад.
Микроструктура ва сарҳади донаи карбиди кремний дар фишори муқаррарӣ синтер карда шудааст
Хулоса, сафолҳое, ки тавассути раванди гармкунии гармкунӣ истеҳсол карда мешаванд, иҷрои беҳтар доранд, аммо арзиши истеҳсолот низ хеле зиёд мешавад; сафолҳое, ки аз ҷониби бе фишор омода карда мешаванд, талаботи баландтари ашёи хом, ҳарорати баланди агломератсия, тағирёбии андозаи калони маҳсулот, раванди мураккаб ва иҷрои паст доранд; Маҳсулоти сафолиие, ки тавассути раванди синтеризатсияи реаксия истеҳсол мешавад, зичии баланд, нишондиҳандаҳои хуби зиддибаллистикӣ ва арзиши нисбатан пасти омодагӣ доранд. Равандҳои гуногуни омодасозии синтеризатсияи керамики карбиди кремний афзалиятҳо ва нуқсонҳои худро доранд ва сенарияҳои татбиқ низ гуногун хоҳанд буд. Ин беҳтарин сиёсатест, ки усули дурусти омодагӣ мувофиқи маҳсулот ва пайдо кардани мувозинати байни арзиши паст ва самаранокии баланд аст.
Вақти фиристодан: октябр-29-2024