Silicon carbide thiêu kết phản ứng là một loại gốm công nghệ cao mới, có độ bền cao, độ cứng cao, khả năng chống mài mòn và chống ăn mòn tốt, được sử dụng rộng rãi trong luyện kim, hóa dầu, điện tử, hàng không vũ trụ và các lĩnh vực khác. Sản phẩm này được tạo ra bằng cách sử dụng chất phụ gia mài mòn silicon carbide như carbon đen, than chì và các chất phụ gia khác nhau, sử dụng các phương pháp ép khô, đùn hoặc rót để tạo ra vật liệu có độ xốp cao. Sau đây, chúng ta cùng tìm hiểu phương pháp sản xuất silicon carbide thiêu kết phản ứng!
Silic cacbua thiêu kết phản ứng. Phát minh này là một phương án kỹ thuật tương đối hoàn thiện sau hàng nghìn lần thử nghiệm của nhà phát minh trong nhiều năm nhằm cải tiến công thức nguyên liệu và quy trình sản xuất, đặc biệt là quy trình thiêu kết liên tục độc đáo.
Trong yêu cầu 1 của phát minh, tỷ lệ khối lượng của bột silicon carbide là 5-8 phần, carbon đen là 0,5-1,5 phần, than chì là 1-1,5 phần và chất kết dính là 0,1-0,5 phần. Trong đó, kích thước hạt của silicon carbide được phân bố theo tỷ lệ 90-30 µm là 3-5 phần, và 30-0,8 µm là 2-3 phần. Bột methyl cellulose và bột PVA được cho vào lượng nước thích hợp (0,1-0,5 phần), và thu được dung dịch trong suốt sau khi đun nóng.
1. Trộn tất cả các loại bột, chất kết dính và dung dịch đã chuẩn bị theo công thức và khuấy đều.
2. Làm sạch khuôn đúc bằng phương pháp hút chân không, đạt áp suất 0,1 MPa, sau đó bơm hỗn hợp bùn dưới áp suất cao. Sau một thời gian nhất định, xả bùn và lấy phôi ra. Giữ ở nhiệt độ 30-70°C trong 18-20 giờ để sấy khô.
3. Cắt gọt phôi theo yêu cầu của bản vẽ.
4. Cho phôi nung phản ứng vào lò, thêm 1-3 phần silic kim loại, nung chân không. Quá trình được chia thành các giai đoạn: nhiệt độ thấp 0-700°C, duy trì trong 3-5 giờ; nhiệt độ trung bình 700-1400°C, giữ trong 4-6 giờ; giữ ở nhiệt độ cao 1400-2200°C trong 5-7 giờ. Nếu nhiệt độ giảm xuống dưới 150°C thì dừng lò và mở lò.
5. Xử lý bề mặt sản phẩm bằng phương pháp phun cát, mài bỏ xỉ silic, sau đó tiến hành mài bằng phương pháp phun cát.
6. Đưa sản phẩm đã qua xử lý oxy hóa vào lò oxy hóa, nung trong 24 giờ đến 1350°C, làm nguội tự nhiên. Lấy ra, kiểm tra và đưa vào kho.
Nguyên liệu thô và tỷ lệ pha trộn được sử dụng trong phương pháp của phát minh này đều mang tính khoa học và hợp lý, đảm bảo phôi có đủ độ rỗng và mật độ tốt hơn; tốc độ nung, nhiệt độ và thời gian giữ nhiệt tốt hơn giúp đảm bảo độ bền uốn cao của sản phẩm. Hiệu suất và chất lượng chính của phương pháp này đã đạt đến trình độ tiên tiến quốc tế. Các chỉ tiêu chính như sau:
Ứng dụng cụ thể của quá trình thiêu kết phản ứng silicon carbide
Ví dụ minh họa 1: Phương pháp sản xuất các bó silicon carbide thiêu kết phản ứng:
1. Lấy 0,3 phần chất kết dính, thêm một lượng nước nhất định và khuấy đều, 6,8 phần bột cacbua silic (kích thước hạt 90-30 µm là 3,8 phần, 30-0,8 µm là 3 phần), 1 phần muội than, màu đen
2. Khi rót, trước tiên làm sạch khuôn, căn chỉnh khuôn, cố định bằng ốc vít, hút hỗn hợp lỏng ra khỏi bể chứa bằng áp suất, bơm khí nitơ vào bể với áp suất 0,1Mpa, thực hiện rót có áp suất và đẩy hỗn hợp lỏng vào khuôn. Sau 1 giờ, xả hỗn hợp lỏng, và sau 6 giờ, tháo khuôn, lấy phôi ra và sấy khô trong phòng sấy. Thời gian sấy: 30-70 giờ, 18-20 giờ. 3. Khi sửa chữa phôi, trước tiên kiểm tra xem phôi có đáp ứng yêu cầu thiết kế hay không. Khi đáp ứng yêu cầu, tiến hành sửa chữa phôi theo bản vẽ. Sau khi kiểm tra, gửi đến phòng sấy nhiệt độ cao.
4. Sau khi độ ẩm của phôi nung kết phản ứng đạt 1%, lấy phôi ra, làm sạch bằng khí nén và cân. Thêm 2,9 phần kim loại silic. Có thể bơm nitơ vào lò nung kết chân không. Quá trình nung kết ở nhiệt độ thấp 700°C trong 4 giờ; nhiệt độ trung bình 1400°C trong 5 giờ; nhiệt độ cao 2200°C trong 6 giờ. Khi nhiệt độ giảm xuống 150°C trong 12 giờ, dừng hoạt động trong lò và mở lò.
5. Sau khi sản phẩm được xử lý bằng phương pháp phun cát, lớp silicon tiêu chuẩn được phủ trên bề mặt sẽ được mài và đánh bóng bằng phương pháp phun cát.
6. Mục đích của việc xử lý oxy hóa sản phẩm là loại bỏ các oxit sinh ra trong quá trình thiêu kết. Sản phẩm được nung nóng đến 1350°C trong 24 giờ trong lò oxy hóa và sau đó làm nguội tự nhiên. Sau khi lấy ra, sản phẩm được đưa vào kho sau khi kiểm tra.
Nguyên liệu thô và tỷ lệ pha trộn được sử dụng trong phương pháp của phát minh này đều mang tính khoa học và hợp lý, đảm bảo phôi có đủ độ rỗng và mật độ tốt hơn; tốc độ nung, nhiệt độ và thời gian giữ nhiệt tối ưu giúp đảm bảo độ bền uốn cao của sản phẩm. Các đặc tính và chất lượng chính của sản phẩm được sản xuất bằng phương pháp này đã đạt đến trình độ tiên tiến quốc tế.
Trên đây là phương pháp sản xuất cacbua silic bằng phương pháp thiêu kết phản ứng. Nếu bạn cần thêm thông tin, vui lòng liên hệ với chúng tôi!
Thời gian đăng bài: 13/06/2023