Реакцияне синтезлау
Реакциянең җепселләнүекремний карбиды керамикасыҗитештерү процессына керамик тыгызлау, агломерация агымы инфильтрация агенты белән тыгызлау, реакция белән агломерацияләнгән керамик продукт әзерләү, кремний карбиды агач керамикасын әзерләү һәм башка адымнар керә.
Реакция белән сыекландыручы кремний карбиды соплосы
Беренчедән, 80-90% керамик порошок (бер яки ике порошоктан тора)кремний карбиды порошогыһәм бор карбиды порошогы), 3-15% углерод чыганагы порошогы (бер яки ике углерод карасы һәм фенол сумаласыннан тора) һәм 5-15% формалаштыру агенты (фенол сумаласы, полиэтиленгликоль, гидроксиметилцеллюлоза яки парафин) шарлы тегермән ярдәмендә тигез кушылып, катнаш порошок алына, ул сиптергеч белән киптерелә һәм гранулалана, аннары төрле формадагы керамик компакт алу өчен калыпка басыла.
Икенчедән, 60-80% кремний порошогы, 3-10% кремний карбиды порошогы һәм 37-10% бор нитриды порошогы тигез кушыла һәм формада бастырыла, шуның белән агрегатлау агымы инфильтрациясе өчен компакт форма алына.
Аннары керамик компакт һәм агломерацияләнгән инфильтрант компакт бергә өелә, һәм температура 1450-1750℃ кадәр күтәрелә, вакуум дәрәҗәсе 5×10-1 Па дан ким булмаган вакуум мичендә 1-3 сәгать дәвамында агломерация һәм җылылыкны саклау өчен реакцион агломерацияләнгән керамик продукт алу өчен. Агломерацияләнгән керамика өслегендәге инфильтрант калдыклары тыгыз керамик катлам алу өчен бәрү юлы белән бетерелә, һәм компактның башлангыч формасы саклана.
Ниһаять, реакция агрегатлаштыру процессы кулланыла, ягъни югары температурада реакция активлыгы булган сыек кремний яки кремний эретмәсе капилляр көче тәэсирендә углеродлы күзәнәкле керамик бушлыкка үтеп керә һәм андагы углерод белән реакциягә кереп, кремний карбиды барлыкка китерә, ул күләмдә киңәя, ә калган мәсамәләргә элементар кремний тутырыла. Мәсамәле керамик бушлык саф углерод яки кремний карбиды/углерод нигезендәге композит материал булырга мөмкин. Беренчесе органик сумала, мәсамә формалаштыручы һәм эреткечне каталитик рәвештә катыру һәм пиролизлау юлы белән алына. Соңгысы кремний карбиды кисәкчәләрен/сумка нигезендәге композит материалларны пиролизлау юлы белән кремний карбиды/углерод нигезендәге композит материаллар алу өчен, яки башлангыч материаллар буларак α-SiC һәм углерод порошогын кулланып һәм композит материал алу өчен пресслау яки инъекцияләү процессын кулланып алына.
Басымсыз пломбалау
Кремний карбидын басымсыз җепләү процессын каты фазалы җепләү һәм сыек фазалы җепләү дип бүлергә мөмкин. Соңгы елларда тикшеренүләркремний карбиды керамикасыЭчке һәм чит илләрдә, нигездә, сыек фазалы бышыруга юнәлтелгән. Керамик әзерләү процессы: катнаш материалны шарлы фрезерлау –> сиптергеч грануляцияләү –> коры пресслау –> яшел җисем кату –> вакуум бышыру.
Басымсыз синтезланган кремний карбиды продуктлары
Шарлы тегермәнгә 24 сәгать дәвамында шарлы тегермән ясау һәм болгату өчен 96-99 өлеш кремний карбиды ультранечкә порошогы (50-500 нм), 1-2 өлеш бор карбиды ультранечкә порошогы (50-500 нм), 0,2-1 өлеш нано-титан бориды (30-80 нм), 10-20 өлеш суда эри торган фенол сумаласы һәм 0,1-0,5 өлеш югары нәтиҗәле диспергант өстәгез, һәм катнаш суспензияне 2 сәгать болгату өчен катнашма мичкәсенә салыгыз, суспензиядәге күбекләрне бетерү өчен.
Югарыдагы катнашма грануляция манарасына сиптерелә, һәм сиптерү басымын, һава керү температурасын, һава чыгу температурасын һәм сиптерү бите кисәкчәләренең зурлыгын контрольдә тоту юлы белән яхшы кисәкчәләр морфологиясенә, яхшы сыеклыкка, тар кисәкчәләр таралу диапазонына һәм уртача дымлылыкка ия грануляция порошогы алына. Үзәктән тайпылыш ешлыгы конверсиясе 26-32, һава керү температурасы 250-280℃, һава чыгу температурасы 100-120℃, ә суспензия керү басымы 40-60.
Югарыда күрсәтелгән грануляция порошогы яшел корпус алу өчен пресслау өчен цементлаштырылган карбид формага салына. Преслау ысулы ике яклы басым, ә станок коралының басым тоннажы 150-200 тонна тәшкил итә.
Пресланган яшел корпус яхшы ныклыктагы яшел корпус алу өчен киптерү һәм катыру өчен киптерү миченә урнаштырыла.
Югарыда күрсәтелгән яшел тән а урнаштырылганграфит тигелеһәм тыгыз һәм пөхтә урнаштырыла, аннары яшел корпуслы графит тигеле югары температуралы вакуумлы пломбалау миченә куела. Помбалау температурасы 2200-2250℃, ә изоляция вакыты 1-2 сәгать. Ниһаять, югары нәтиҗәле басымсыз пломбаланган кремний карбиды керамикасы алына.
Каты фазалы җепселләү
Кремний карбидын басымсыз эшкәртү процессын каты фазалы эшкәртү һәм сыек фазалы эшкәртүгә бүлергә мөмкин. Сыек фазалы эшкәртү SiC һәм аның композит материаллары сыек фазалы эшкәртүне тәэмин итү һәм түбәнрәк температурада тыгызлануга ирешү өчен Y2O3 бинар һәм өчләтелгән өстәмәләр кебек эшкәртү өстәмәләрен өстәүне таләп итә. Каты фазалы эшкәртү кремний карбиды керамикасын әзерләү ысулы чималны кушуны, сиптерү грануляциясен, формалаштыруны һәм вакуум белән эшкәртүне үз эченә ала. Конкрет җитештерү процессы түбәндәгечә:
70-90% субмикрон α кремний карбиды (200-500 нм), 0,1-5% бор карбиды, 4-20% смола һәм 5-20% органик бәйләүче матдә миксерга салына һәм дымлы кушу өчен чиста су белән өстәлә. 6-48 сәгатьтән соң катнаш суспензия 60-120 күзәнәкле иләк аша үткәрелә;
Иләнгән суспензия сиптерү грануляция манарасы аша сиптерелә. Сиптерү грануляция манарасының керү температурасы 180-260℃, ә чыгу температурасы 60-120℃; гранулаланган материалның күләм тыгызлыгы 0,85-0,92 г/см3, сыеклык 8-11 с/30 г; гранулаланган материал соңрак куллану өчен 60-120 челтәрле иләк аша иләнә;
Теләгән продукт формасына туры китереп калып сайлагыз, гранулаланган материалны калып куышлыгына салыгыз һәм яшел корпус алу өчен 50-200 МПа басым астында бүлмә температурасында компрессияләүне башкарыгыз; яки компрессияләүдән соң яшел корпусны изостатик пресслау җайланмасына урнаштырыгыз, 200-300 МПа басым астында изостатик пресслауны башкарыгыз һәм икенчел пресслаудан соң яшел корпус алыгыз;
Югарыдагы адымнарда әзерләнгән яшел корпусны вакуумлы җисемле мичкә салыгыз, һәм яраклысы - әзер кремний карбиды пуля үткәрми торган керамика; югарыдагы җисемле процесста башта җисемле мичне чыгарыгыз, һәм вакуум дәрәҗәсе 3-5 × 10-2 гә җиткәч, Па дан соң, инерт газ җисемле мичкә нормаль басымга кадәр тапшырыла һәм аннары җылытыла. Җылыту температурасы һәм вакыт арасындагы бәйләнеш: бүлмә температурасы 800℃ кадәр, 5-8 сәгать, җылылыкны саклау 0,5-1 сәгать, 800℃ дан 2000-2300℃ га кадәр, 6-9 сәгать, җылылыкны саклау 1-2 сәгать, аннары мич белән суытылып, бүлмә температурасына кадәр төшерелә.
Нормаль басымда сындырылган кремний карбидының микроструктурасы һәм бөртек чиге
Кыскасы, кайнар пресслау белән җитештерелгән керамика яхшырак күрсәткечләргә ия, ләкин җитештерү бәясе дә шактый арта; басымсыз пресслау белән әзерләнгән керамика югарырак чимал таләпләренә, югары пресслау температурасына, зур продукт күләме үзгәрүенә, катлаулы процесска һәм түбән җитештерүчәнлеккә ия; реакция пресслау процессы белән җитештерелгән керамик продуктлар югары тыгызлыкка, яхшы антибаллистик күрсәткечләргә һәм чагыштырмача түбән әзерләү бәясенә ия. Кремний карбиды керамикасын төрле пресслау әзерләү процессларының үз өстенлекләре һәм кимчелекләре бар, һәм куллану сценарийлары да төрле булачак. Продукциягә карап дөрес әзерләү ысулын сайлау һәм түбән бәя һәм югары җитештерүчәнлек арасында баланс табу иң яхшы политика.
Бастырып чыгару вакыты: 2024 елның 29 октябре