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.
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.
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.
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