Reaksie sintering
Die reaksie sinteringsilikonkarbied keramiekproduksie proses sluit keramiek verdigting, sinter vloed infiltrasie agent verdigting, reaksie sintering keramiek produk voorbereiding, silikonkarbied hout keramiek voorbereiding en ander stappe.
Reaksie sinterende silikonkarbied spuitstuk
Eerstens, 80-90% keramiekpoeier (saamgestel uit een of twee poeiers vansilikonkarbied poeieren boorkarbiedpoeier), 3-15% koolstofbronpoeier (saamgestel uit een of twee van koolstofswart en fenoliese hars) en 5-15% gietmiddel (fenoliese hars, poliëtileenglikol, hidroksimielsellulose of paraffien) word eweredig gemeng gebruik 'n balmeul om 'n gemengde poeier te verkry, wat gespuitdroog en gegranuleer word, en dan in 'n vorm gedruk word om 'n keramiek te verkry kompak met verskeie spesifieke vorms.
Tweedens word 60-80% silikonpoeier, 3-10% silikonkarbiedpoeier en 37-10% boornitriedpoeier eweredig gemeng, en in 'n vorm gedruk om 'n sintervloeimiddel-infiltrasiemiddel kompak te verkry.
Die keramiek kompak en die gesinterde infiltrant kompak word dan saam gestapel, en die temperatuur word verhoog tot 1450-1750 ℃ in 'n vakuumoond met 'n vakuumgraad van nie minder nie as 5×10-1 Pa vir sintering en hittebewaring vir 1-3 uur om 'n reaksie gesinterde keramiekproduk te verkry. Die infiltrantresidu op die oppervlak van die gesinterde keramiek word verwyder deur te tik om 'n digte keramiekplaat te verkry, en die oorspronklike vorm van die kompak word behou.
Laastens word die reaksiesinterproses aangeneem, dit wil sê, vloeibare silikon of silikonlegering met reaksieaktiwiteit by hoë temperatuur infiltreer in die poreuse keramiekblanko wat koolstof bevat onder die werking van kapillêre krag, en reageer met die koolstof daarin om silikonkarbied te vorm, wat sal in volume uitbrei, en die oorblywende porieë word gevul met elementêre silikon. Die poreuse keramiek leeg kan suiwer koolstof of silikonkarbied/koolstof-gebaseerde saamgestelde materiaal wees. Eersgenoemde word verkry deur 'n organiese hars, 'n porieëvormer en 'n oplosmiddel katalisties te verhard en te pyroliseer. Laasgenoemde word verkry deur silikonkarbieddeeltjies/harsgebaseerde saamgestelde materiale te piroliseer om silikonkarbied/koolstofgebaseerde saamgestelde materiale te verkry, of deur α-SiC en koolstofpoeier as beginmateriaal te gebruik en 'n pers- of spuitgietproses te gebruik om die saamgestelde materiaal te verkry. materiaal.
Druklose sintering
Die druklose sinterproses van silikonkarbied kan verdeel word in vastefasesintering en vloeistoffasesintering. In onlangse jare het die navorsing oorsilikonkarbied keramiekby die huis en in die buiteland het hoofsaaklik gefokus op vloeibare-fase sintering. Die keramiekvoorbereidingsproses is: gemengde materiaal balmaal–>spuitgranulering–>droëpers–>groenliggaamstolling–>vakuumsintering.
Druklose gesinterde silikonkarbiedprodukte
Voeg 96-99 dele silikonkarbied ultrafyn poeier (50-500nm), 1-2 dele boorkarbied ultrafyn poeier (50-500nm), 0.2-1 dele nano-titaniumboried (30-80nm), 10-20 dele by wateroplosbare fenolhars, en 0,1-0,5 dele hoë doeltreffendheid dispergeermiddel na die balmeul vir balmaal en meng vir 24 uur, en sit die gemengde flodder in 'n mengvat om vir 2 ure te roer om borrels in die flodder te verwyder.
Bogenoemde mengsel word in die granulasietoring gespuit, en die granulasiepoeier met goeie partikelmorfologie, goeie vloeibaarheid, smal partikelverspreidingsreeks en matige vog word verkry deur die spuitdruk, luginlaattemperatuur, luguitlaattemperatuur en spuitveldeeltjiegrootte te beheer. Die sentrifugale frekwensie-omskakeling is 26-32, die luginlaattemperatuur is 250-280 ℃, die luguitlaattemperatuur is 100-120 ℃, en die suspensie-inlaatdruk is 40-60.
Bogenoemde granulasiepoeier word in 'n gesementeerde karbiedvorm geplaas vir pers om 'n groen liggaam te verkry. Die persmetode is tweerigtingdruk, en die masjiengereedskapdruktonnemaat is 150-200 ton.
Die gedrukte groen liggaam word in 'n droogoond geplaas vir droog en uitharding om 'n groen liggaam met goeie groen liggaam sterkte te verkry.
Die bogenoemde uitgeharde groen liggaam word in 'ngrafiet smeltkroesen nou en netjies gerangskik, en dan word die grafiet-smeltkroes met die groen liggaam in 'n hoë-temperatuur vakuum sinteroond geplaas vir afvuur. Die vuurtemperatuur is 2200-2250 ℃, en die isolasietyd is 1-2 uur. Laastens word hoëprestasie druklose gesinterde silikonkarbiedkeramiek verkry.
Vastefase sintering
Die druklose sinterproses van silikonkarbied kan verdeel word in vastefasesintering en vloeistoffasesintering. Vloeistof-fase sintering vereis die byvoeging van sinter bymiddels, soos Y2O3 binêre en ternêre bymiddels, om SiC en sy saamgestelde materiale vloeibare-fase sintering te maak en verdigting by 'n laer temperatuur te verkry. Die voorbereidingsmetode van soliede-fase gesinterde silikonkarbied keramiek sluit die vermenging van grondstowwe, spuitgranulering, gietvorm en vakuumsintering in. Die spesifieke produksieproses is soos volg:
70-90% submikron α silikonkarbied (200-500nm), 0.1-5% boorkarbied, 4-20% hars, en 5-20% organiese bindmiddel word in 'n menger geplaas en met suiwer water bygevoeg vir nat vermenging. Na 6-48 uur word die gemengde flodder deur 'n 60-120 maas sif gevoer;
Die gesifte suspensie word gespuitgegranuleer deur 'n spuitgranulasietoring. Die inlaattemperatuur van die spuitgranulasietoring is 180-260 ℃, en die uitlaattemperatuur is 60-120 ℃; die grootmaatdigtheid van die gegranuleerde materiaal is 0.85-0.92g/cm3, vloeibaarheid is 8-11s/30g; die gegranuleerde materiaal word deur 'n 60-120 maas sif gesif vir latere gebruik;
Kies 'n vorm volgens die verlangde produkvorm, laai die gegranuleerde materiaal in die vormholte, en voer kamertemperatuur-kompressiegieting by 'n druk van 50-200MPa uit om 'n groen liggaam te verkry; of plaas die groen liggaam na drukvorm in 'n isostatiese perstoestel, voer isostatiese pers uit teen 'n druk van 200-300MPa, en verkry 'n groen liggaam na sekondêre pers;
Plaas die groen liggaam wat in die bogenoemde stappe voorberei is in 'n vakuumsinteroond vir sintering, en die gekwalifiseerde een is die voltooide silikonkarbied koeëlvaste keramiek; in die bogenoemde sinterproses, ontruim eers die sinteroond, en wanneer die vakuumgraad 3-5×10-2 Na Pa bereik, word die inerte gas tot normale druk in die sinteroond ingevoer en dan verhit. Die verhouding tussen verhittingstemperatuur en tyd is: kamertemperatuur tot 800 ℃, 5-8 uur, hittebewaring vir 0,5-1 uur, van 800 ℃ tot 2000-2300 ℃, 6-9 uur, hittebewaring vir 1 tot 2 uur, en dan met die oond afgekoel en tot kamertemperatuur gedaal.
Mikrostruktuur en korrelgrens van silikonkarbied gesinter by normale druk
Kortom, keramiek wat deur warmpers-sinterproses vervaardig word, het beter werkverrigting, maar die produksiekoste word ook aansienlik verhoog; keramiek wat deur druklose sintering voorberei word, het hoër grondstofvereistes, hoë sintertemperatuur, groot produkgrootteveranderings, komplekse proses en lae werkverrigting; Keramiekprodukte wat deur reaksiesinterproses vervaardig word, het 'n hoë digtheid, goeie anti-ballistiese werkverrigting en relatief lae voorbereidingskoste. Verskeie sintervoorbereidingsprosesse van silikonkarbiedkeramiek het hul eie voordele en nadele, en die toepassingscenario's sal ook anders wees. Dit is die beste beleid om die regte voorbereidingsmetode volgens die produk te kies en 'n balans te vind tussen lae koste en hoë werkverrigting.
Postyd: 29 Okt-2024