Reakciono sinterovanje i sinterovanje bez pritiska proces pripreme keramike od silicijum karbida

 

Reakciono sinterovanje


Reakciono sinterovanjesilicijum karbidna keramikaproizvodni proces uključuje zbijanje keramike, zbijanje sredstva za infiltraciju fluksa za sinteriranje, pripremu keramičkog proizvoda za reakcijsko sinterovanje, pripremu drvene keramike od silicijum karbida i druge korake.

640

Reakciono sinterovanje mlaznica od silicijum karbida

Prvo, 80-90% keramičkog praha (sastavljenog od jednog ili dva praha odprah silicijum karbidai prah borovog karbida), 3-15% praha izvora ugljika (sastavljenog od jedne ili dvije čađe i fenolne smole) i 5-15% sredstva za oblikovanje (fenolna smola, polietilen glikol, hidroksimetil celuloza ili parafin) se ravnomjerno miješaju koristeći kuglični mlin da se dobije izmiješani prah, koji se suši raspršivanjem i granulira, a zatim se presuje u kalupu da se dobije keramički kompakt različitih specifičnih oblika.
Drugo, 60-80% praha silicijuma, 3-10% praha silicijum karbida i 37-10% praha bor nitrida se ravnomerno pomešaju i presuju u kalupu da se dobije kompaktno sredstvo za infiltraciju fluksa za sinterovanje.
Keramički kompakt i sinterirani infiltracijski kompakt se zatim slažu zajedno, a temperatura se podiže na 1450-1750℃ u vakuumskoj peći sa stepenom vakuuma ne manjim od 5×10-1 Pa za sinterovanje i očuvanje toplote za 1-3 sati da se dobije reakcijski sinterirani keramički proizvod. Ostaci infiltranta na površini sinterirane keramike uklanjaju se tapkanjem kako bi se dobio gusti keramički list, a izvorni oblik kompakta je zadržan.
Konačno, usvaja se proces reakcionog sinterovanja, odnosno tečni silicijum ili legura silicijuma sa reakcijskom aktivnošću na visokoj temperaturi infiltrira se u porozni keramički blank koji sadrži ugljik pod dejstvom kapilarne sile, i reaguje sa ugljikom u njemu dajući silicijum karbid, koji će se proširiti u volumenu, a preostale pore su ispunjene elementarnim silicijumom. Porozni keramički materijal može biti čisti ugljik ili kompozitni materijal na bazi silicijum karbida/ugljika. Prvi se dobiva katalitičkim očvršćavanjem i pirolizacijom organske smole, sredstva za stvaranje pora i rastvarača. Potonji se dobiva pirolizacijom čestica silicijum karbida/kompozitnih materijala na bazi smole kako bi se dobili kompozitni materijali na bazi silicijum karbida/ugljika, ili korištenjem α-SiC i ugljičnog praha kao početnih materijala i korištenjem procesa prešanja ili injekcijskog prešanja za dobivanje kompozita materijal.

Sinterovanje bez pritiska


Proces sinterovanja silicijum karbida bez pritiska može se podeliti na sinterovanje u čvrstoj fazi i sinterovanje u tečnoj fazi. Posljednjih godina istraživanja okeramika od silicijum karbidau zemlji i inostranstvu uglavnom se fokusirao na sinterovanje u tečnoj fazi. Proces pripreme keramike je: kuglično mljevenje miješanog materijala–>granulacija raspršivanjem–>suvo prešanje–>stvrdnjavanje zelenog tijela–>vakuumsko sinteriranje.

640 (1)
Proizvodi od sinterovanog silicijum karbida bez pritiska

Dodajte 96-99 dijelova ultrafinog praha silicijum karbida (50-500nm), 1-2 dijela ultra finog praha karbida bora (50-500nm), 0,2-1 dijelova nano-titanovog borida (30-80nm), 10-20 dijelova fenolne smole rastvorljive u vodi i 0,1-0,5 delova visokoefikasne disperzant u mlin sa kuglicama za mlevenje kuglica i mešanje tokom 24 sata, i stavite pomešanu suspenziju u bačvu za mešanje na 2 sata da biste uklonili mehuriće u kaši.
Gornja smjesa se raspršuje u granulacijski toranj, a granulacijski prah sa dobrom morfologijom čestica, dobrom fluidnošću, uskim rasponom distribucije čestica i umjerenom vlagom se dobija kontrolom pritiska prskanja, temperature ulaza zraka, temperature izlaznog zraka i veličine čestica lista za prskanje. Centrifugalna konverzija frekvencije je 26-32, temperatura ulaznog zraka je 250-280 ℃, temperatura izlaznog zraka je 100-120 ℃, a ulazni tlak muljne smjese je 40-60.
Navedeni prah za granulaciju stavlja se u cementni karbidni kalup za presovanje da bi se dobilo zeleno tijelo. Metoda prešanja je dvosmjerni pritisak, a tonaža pritiska mašine je 150-200 tona.
Presovano zeleno tijelo stavlja se u sušionicu radi sušenja i sušenja kako bi se dobilo zeleno tijelo dobre čvrstoće zelenog tijela.
Gore navedeno osušeno zeleno tijelo se stavlja u agrafitni lončići složeno usko i uredno, a zatim se grafitni lončić sa zelenim tijelom stavlja u visokotemperaturnu vakuumsku peć za sinteriranje radi pečenja. Temperatura pečenja je 2200-2250℃, a vrijeme izolacije je 1-2 sata. Konačno se dobija sinterovana silicijum karbidna keramika visokih performansi bez pritiska.

Sinterovanje u čvrstoj fazi


Proces sinterovanja silicijum karbida bez pritiska može se podeliti na sinterovanje u čvrstoj fazi i sinterovanje u tečnoj fazi. Sinterovanje u tečnoj fazi zahteva dodavanje aditiva za sinterovanje, kao što su Y2O3 binarni i ternarni aditivi, da bi SiC i njegovi kompozitni materijali prisutni u tečnoj fazi sinterovanja i postigli zgušnjavanje na nižoj temperaturi. Metoda pripreme čvrstofazne sinterirane silicijum karbidne keramike uključuje miješanje sirovina, granulaciju raspršivanjem, kalupljenje i vakuumsko sinteriranje. Specifičan proizvodni proces je sljedeći:
70-90% submikronskog α silicijum karbida (200-500nm), 0,1-5% bor karbida, 4-20% smole i 5-20% organskog veziva se stavi u mikser i doda čistom vodom za mokro. miješanje. Nakon 6-48 sati, miješana suspenzija se propušta kroz sito od 60-120 mesh;
Prosijana suspenzija se granulira raspršivanjem kroz toranj za granulaciju raspršivanjem. Ulazna temperatura tornja za granulaciju spreja je 180-260℃, a izlazna temperatura je 60-120℃; nasipna gustina granuliranog materijala je 0,85-0,92g/cm3, fluidnost 8-11s/30g; granulirani materijal se prosije kroz sito od 60-120 mesh za kasniju upotrebu;
Odaberite kalup prema željenom obliku proizvoda, ubacite granulirani materijal u šupljinu kalupa i izvršite kompresijsko prešanje na sobnoj temperaturi pod pritiskom od 50-200MPa da biste dobili zeleno tijelo; ili staviti zeleno tijelo nakon presovanja u uređaj za izostatičko presovanje, izvršiti izostatičko prešanje pod pritiskom od 200-300MPa i dobiti zeleno tijelo nakon sekundarnog prešanja;
Stavite zeleno tijelo pripremljeno u gornjim koracima u vakuumsku peć za sinteriranje za sinteriranje, a kvalifikovano je gotova neprobojna keramika od silicijum karbida; u gore navedenom procesu sinterovanja, prvo se evakuiše peć za sinterovanje, a kada stepen vakuuma dostigne 3-5×10-2 Nakon Pa, inertni gas se propušta u peć za sinterovanje do normalnog pritiska i zatim se zagreva. Odnos između temperature i vremena zagrevanja je: sobna temperatura do 800℃, 5-8 sati, očuvanje toplote 0,5-1 sat, od 800℃ do 2000-2300℃, 6-9 sati, očuvanje toplote 1 do 2 sata, a zatim ohlađen u peći i spušten na sobnu temperaturu.

640 (1)
Mikrostruktura i granica zrna silicijum karbida sinterovanog pri normalnom pritisku

Ukratko, keramika proizvedena postupkom sinterovanja vrućim presovanjem ima bolje performanse, ali je i trošak proizvodnje znatno povećan; keramika pripremljena sinterovanjem bez pritiska ima veće zahteve za sirovinama, visoku temperaturu sinterovanja, velike promene veličine proizvoda, složen proces i niske performanse; Keramički proizvodi proizvedeni postupkom reakcionog sinterovanja imaju veliku gustoću, dobre antibalističke performanse i relativno niske troškove pripreme. Različiti procesi pripreme silicijum karbidne keramike za sinterovanje imaju svoje prednosti i nedostatke, a scenariji primene će takođe biti različiti. Najbolja je politika odabrati pravu metodu pripreme prema proizvodu i pronaći ravnotežu između niske cijene i visokih performansi.


Vrijeme objave: 29.10.2024
WhatsApp Online ćaskanje!