Sintering ng reaksyon
Ang reaksyon ng sinteringseramikong silikon karbidaKasama sa proseso ng produksyon ang ceramic compacting, sintering flux infiltration agent compaction, reaction sintering ceramic product preparation, silicon carbide wood ceramic preparation at iba pang mga hakbang.
Reaksyon na sintering ng silicon carbide nozzle
Una, 80-90% ng pulbos na seramiko (binubuo ng isa o dalawang pulbos ngpulbos na silikon na karbidat boron carbide powder), 3-15% ng carbon source powder (binubuo ng isa o dalawang carbon black at phenolic resin) at 5-15% ng molding agent (phenolic resin, polyethylene glycol, hydroxymethyl cellulose o paraffin) ay hinahalo nang pantay gamit ang ball mill upang makakuha ng pinaghalong pulbos, na pinatuyo gamit ang spray at binubutil, at pagkatapos ay pinipiga sa isang molde upang makakuha ng ceramic compact na may iba't ibang partikular na hugis.
Pangalawa, ang 60-80% silicon powder, 3-10% silicon carbide powder at 37-10% boron nitride powder ay pantay na hinahalo, at pinipiga sa isang molde upang makakuha ng isang sintering flux infiltration agent compact.
Ang ceramic compact at ang sintered infiltrant compact ay pinagsasama-sama, at ang temperatura ay itinataas sa 1450-1750℃ sa isang vacuum furnace na may vacuum degree na hindi bababa sa 5×10-1 Pa para sa sintering at pagpapanatili ng init sa loob ng 1-3 oras upang makakuha ng isang reaction sintered ceramic product. Ang infiltrant residue sa ibabaw ng sintered ceramic ay tinatanggal sa pamamagitan ng pagtapik upang makakuha ng isang siksik na ceramic sheet, at ang orihinal na hugis ng compact ay pinapanatili.
Panghuli, ginagamit ang proseso ng reaction sintering, ibig sabihin, ang likidong silicon o silicon alloy na may reaction activity sa mataas na temperatura ay pumapasok sa porous ceramic blank na naglalaman ng carbon sa ilalim ng aksyon ng capillary force, at tumutugon sa carbon doon upang bumuo ng silicon carbide, na lalawak ang volume, at ang natitirang mga pores ay mapupuno ng elemental silicon. Ang porous ceramic blank ay maaaring purong carbon o silicon carbide/carbon-based composite material. Ang una ay nakukuha sa pamamagitan ng catalytic curing at pyrolyzing ng isang organic resin, isang pore former at isang solvent. Ang huli ay nakukuha sa pamamagitan ng pyrolyzing ng mga silicon carbide particle/resin-based composite material upang makakuha ng silicon carbide/carbon-based composite material, o sa pamamagitan ng paggamit ng α-SiC at carbon powder bilang panimulang materyales at paggamit ng pressing o injection molding process upang makuha ang composite material.
Walang presyon na sintering
Ang proseso ng pressureless sintering ng silicon carbide ay maaaring hatiin sa solid-phase sintering at liquid-phase sintering. Sa mga nakaraang taon, ang pananaliksik samga seramikong silikon karbidasa loob at labas ng bansa ay pangunahing nakatuon sa liquid-phase sintering. Ang proseso ng paghahanda ng ceramic ay: mixed material ball milling–>spray granulation–>dry pressing–>green body solidification–>vacuum sintering.
Mga produktong walang presyon na sintered na silicon carbide
Magdagdag ng 96-99 na bahagi ng silicon carbide ultrafine powder (50-500nm), 1-2 bahagi ng boron carbide ultrafine powder (50-500nm), 0.2-1 bahagi ng nano-titanium boride (30-80nm), 10-20 bahagi ng water-soluble phenolic resin, at 0.1-0.5 bahagi ng high-efficiency dispersant sa ball mill para sa ball milling at paghahalo sa loob ng 24 na oras, at ilagay ang pinaghalong slurry sa isang mixing barrel para sa paghahalo sa loob ng 2 oras upang maalis ang mga bula sa slurry.
Ang pinaghalong nabanggit ay iniispray sa granulation tower, at ang granulation powder na may mahusay na morpolohiya ng particle, mahusay na fluidity, makitid na saklaw ng distribusyon ng particle at katamtamang moisture ay nakukuha sa pamamagitan ng pagkontrol sa spray pressure, temperatura ng pagpasok ng hangin, temperatura ng paglabas ng hangin at laki ng particle ng spray sheet. Ang centrifugal frequency conversion ay 26-32, ang temperatura ng pagpasok ng hangin ay 250-280℃, ang temperatura ng paglabas ng hangin ay 100-120℃, at ang presyon ng pagpasok ng slurry ay 40-60.
Ang nabanggit na granulation powder ay inilalagay sa isang cemented carbide mold para sa pagpindot upang makakuha ng berdeng katawan. Ang paraan ng pagpindot ay bidirectional pressure, at ang pressure tonnage ng machine tool ay 150-200 tonelada.
Ang pinindot na berdeng katawan ay inilalagay sa isang drying oven para sa pagpapatuyo at pagtigas upang makakuha ng berdeng katawan na may mahusay na lakas ng berdeng katawan.
Ang nasa itaas na pinagaling na berdeng katawan ay inilalagay sa isangtunawan ng grapaytat inayos nang maayos at maayos, at pagkatapos ay ang graphite crucible na may berdeng katawan ay inilalagay sa isang high-temperature vacuum sintering furnace para sa pagpapaputok. Ang temperatura ng pagpapaputok ay 2200-2250℃, at ang oras ng pagkakabukod ay 1-2 oras. Sa wakas, nakukuha ang mga high-performance pressureless sintered silicon carbide ceramics.
Sintering na solid-phase
Ang proseso ng pressureless sintering ng silicon carbide ay maaaring hatiin sa solid-phase sintering at liquid-phase sintering. Ang liquid-phase sintering ay nangangailangan ng pagdaragdag ng mga sintering additives, tulad ng Y2O3 binary at ternary additives, upang ang SiC at ang mga composite material nito ay magpakita ng liquid-phase sintering at makamit ang densification sa mas mababang temperatura. Ang paraan ng paghahanda ng solid-phase sintered silicon carbide ceramics ay kinabibilangan ng paghahalo ng mga hilaw na materyales, spray granulation, molding, at vacuum sintering. Ang partikular na proseso ng produksyon ay ang mga sumusunod:
70-90% ng submicron α silicon carbide (200-500nm), 0.1-5% ng boron carbide, 4-20% ng resin, at 5-20% ng organic binder ang inilalagay sa isang mixer at dinadagdagan ng purong tubig para sa basang paghahalo. Pagkatapos ng 6-48 oras, ang pinaghalong slurry ay idadaan sa isang 60-120 mesh salaan;
Ang sinalang slurry ay ini-spray granulate sa pamamagitan ng isang spray granulation tower. Ang temperatura ng pagpasok ng spray granulation tower ay 180-260℃, at ang temperatura ng paglabas ay 60-120℃; ang bulk density ng granulated na materyal ay 0.85-0.92g/cm3, ang fluidity ay 8-11s/30g; ang granulated na materyal ay sinala sa pamamagitan ng isang 60-120 mesh na salaan para magamit sa ibang pagkakataon;
Pumili ng hulmahan ayon sa nais na hugis ng produkto, ilagay ang granulated na materyal sa lukab ng hulmahan, at magsagawa ng room temperature compression molding sa presyon na 50-200MPa upang makakuha ng berdeng katawan; o ilagay ang berdeng katawan pagkatapos ng compression molding sa isang isostatic pressing device, magsagawa ng isostatic pressing sa presyon na 200-300MPa, at makakuha ng berdeng katawan pagkatapos ng pangalawang pagpindot;
Ilagay ang berdeng katawan na inihanda sa mga hakbang sa itaas sa isang vacuum sintering furnace para sa sintering, at ang kwalipikado ay ang tapos nang silicon carbide bulletproof ceramic; sa proseso ng sintering sa itaas, unang ilalabas ang sintering furnace, at kapag ang vacuum degree ay umabot sa 3-5 × 10-2 Pagkatapos ng Pa, ang inert gas ay ipinapasa sa sintering furnace sa normal na presyon at pagkatapos ay iniinit. Ang ugnayan sa pagitan ng temperatura ng pag-init at oras ay: temperatura ng silid hanggang 800 ℃, 5-8 oras, pagpapanatili ng init sa loob ng 0.5-1 oras, mula 800 ℃ hanggang 2000-2300 ℃, 6-9 na oras, pagpapanatili ng init sa loob ng 1 hanggang 2 oras, at pagkatapos ay palamigin kasama ng furnace at ibaba sa temperatura ng silid.
Mikroistruktura at hangganan ng butil ng silicon carbide na sinintero sa normal na presyon
Sa madaling salita, ang mga seramikang gawa sa pamamagitan ng proseso ng hot pressing sintering ay may mas mahusay na pagganap, ngunit ang gastos sa produksyon ay lubos ding tumataas; ang mga seramikang inihanda sa pamamagitan ng pressureless sintering ay may mas mataas na pangangailangan sa hilaw na materyales, mataas na temperatura ng sintering, malalaking pagbabago sa laki ng produkto, kumplikadong proseso at mababang pagganap; ang mga produktong seramikang gawa sa proseso ng reaction sintering ay may mataas na densidad, mahusay na anti-ballistic na pagganap, at medyo mababang gastos sa paghahanda. Iba't ibang proseso ng paghahanda ng sintering ng silicon carbide ceramics ay may kani-kanilang mga kalamangan at kahinaan, at ang mga sitwasyon ng aplikasyon ay magkakaiba rin. Pinakamainam na patakaran na pumili ng tamang paraan ng paghahanda ayon sa produkto at makahanap ng balanse sa pagitan ng mababang gastos at mataas na pagganap.
Oras ng pag-post: Oktubre-29-2024