Reaktiosintraus
Reaktio sintrauspiikarbidi keramiikkatuotantoprosessi sisältää keraamisen tiivistyksen, sintrausfluksin tunkeutumisaineen tiivistämisen, reaktiosintrauskeraamisen tuotteen valmistuksen, piikarbidipuukeramiikan valmistuksen ja muita vaiheita.
Reaktiosintrautuva piikarbidisuutin
Ensinnäkin 80-90 % keraamista jauhetta (koostuu yhdestä tai kahdesta jauheestapiikarbidijauheja boorikarbidijauhe), 3-15 % hiilen lähdejauhetta (joka koostuu yhdestä tai kahdesta nokimustasta ja fenolihartsista) ja 5-15 % muottiainetta (fenolihartsi, polyetyleeniglykoli, hydroksimetyyliselluloosa tai parafiini) sekoitetaan tasaisesti käyttämällä kuulamyllyä sekoitetun jauheen saamiseksi, joka suihkukuivataan ja rakeistetaan ja puristetaan sitten muottiin, jolloin saadaan keraaminen tiiviste, jossa on erilaisia erityisiä muotoja.
Toiseksi 60-80 % piijauhetta, 3-10 % piikarbidijauhetta ja 37-10 % boorinitridijauhetta sekoitetaan tasaisesti ja puristetaan muotissa sintrausfluksitiivisteen tunkeutumisaineen saamiseksi.
Keraaminen tiiviste ja sintrattu tunkeutumispakkaus pinotaan sitten yhteen ja lämpötila nostetaan 1450-1750 ℃ tyhjiöuunissa, jonka alipaineaste on vähintään 5×10-1 Pa sintraamista ja lämmön säilyttämistä varten 1-3 tuntia reaktiosintratun keraamisen tuotteen saamiseksi. Sintratun keramiikan pinnalla oleva tunkeutumisainejäännös poistetaan koputtamalla tiheän keraamisen levyn saamiseksi ja tiivisteen alkuperäinen muoto säilyy.
Lopuksi otetaan käyttöön reaktiosintrausprosessi, eli nestemäinen pii tai piiseos, jolla on reaktioaktiivisuus korkeassa lämpötilassa, tunkeutuu hiiltä sisältävään huokoiseen keraamiseen aihioon kapillaarivoiman vaikutuksesta ja reagoi siinä olevan hiilen kanssa muodostaen piikarbidia, joka laajenee tilavuudeltaan ja loput huokoset täytetään alkuainepiillä. Huokoinen keraaminen aihio voi olla puhdasta hiiltä tai piikarbidi/hiilipohjaista komposiittimateriaalia. Edellinen saadaan kovettamalla ja pyrolysoimalla katalyyttisesti orgaaninen hartsi, huokosten muodostaja ja liuotin. Jälkimmäinen saadaan pyrolysoimalla piikarbidihiukkasia/hartsipohjaisia komposiittimateriaaleja piikarbidi/hiilipohjaisten komposiittimateriaalien saamiseksi tai käyttämällä α-SiC:tä ja hiilijauhetta lähtöaineina ja käyttämällä puristus- tai ruiskuvaluprosessia komposiitin saamiseksi. materiaalia.
Paineeton sintraus
Piikarbidin paineeton sintrausprosessi voidaan jakaa kiinteäfaasisintraukseen ja nestefaasisintraukseen. Viime vuosina on tehty tutkimustapiikarbidikeramiikkakotimaassa ja ulkomailla on keskittynyt pääasiassa nestefaasisintraukseen. Keraaminen valmistusprosessi on: sekoitetun materiaalin kuulajyrsintä->ruiskurakeistus->kuivapuristus->vihreä jähmettyminen->tyhjiösintraus.
Paineettomat sintratut piikarbidituotteet
Lisää 96-99 osaa piikarbidin ultrahienojauhetta (50-500 nm), 1-2 osaa boorikarbidin ultrahienojauhetta (50-500 nm), 0,2-1 osaa nanotitaaniboridia (30-80 nm), 10-20 osaa vesiliukoista fenolihartsia ja 0,1-0,5 osaa erittäin tehokasta dispergointiainetta kuulamylly kuulajauhatusta ja sekoitusta varten 24 tunnin ajan ja laita sekoitettu liete sekoitussäiliöön 2 tunnin ajaksi lietteen kuplien poistamiseksi.
Yllä oleva seos ruiskutetaan rakeistustorniin, ja rakeistusjauhetta, jolla on hyvä hiukkasmorfologia, hyvä juoksevuus, kapea hiukkasten jakautumisalue ja kohtalainen kosteus, saadaan säätelemällä ruiskutuspainetta, ilman sisäänmenon lämpötilaa, ilman ulostulon lämpötilaa ja ruiskutuslevyn hiukkaskokoa. Keskipakotaajuuden muunnos on 26-32, ilman tulolämpötila on 250-280 ℃, ilman ulostulolämpötila on 100-120 ℃ ja lietteen tulopaine on 40-60.
Yllä oleva rakeistusjauhe asetetaan sementoituun kovametallimuottiin puristamista varten raakakappaleen saamiseksi. Puristusmenetelmä on kaksisuuntainen paine, ja työstökoneen paineen vetoisuus on 150-200 tonnia.
Puristettu viherkappale asetetaan kuivausuuniin kuivaamista ja kovettumista varten, jotta saadaan viherkappale, jolla on hyvä viherkappalelujuus.
Yllä oleva kovetettu vihreä kappale asetetaan agrafiitti upokasja järjestetty tiiviisti ja siististi, ja sitten grafiittiupokas vihreällä kappaleella asetetaan korkean lämpötilan tyhjiösintrausuuniin polttamista varten. Polttolämpötila on 2200-2250 ℃ ja eristysaika 1-2 tuntia. Lopuksi saadaan korkean suorituskyvyn paineeton sintrattu piikarbidikeramiikka.
Kiinteäfaasisintraus
Piikarbidin paineeton sintrausprosessi voidaan jakaa kiinteäfaasisintraukseen ja nestefaasisintraukseen. Nestefaasisintraus edellyttää sintrauslisäaineiden, kuten Y2O3-binääri- ja ternääristen lisäaineiden lisäämistä, jotta piikarbidi ja sen komposiittimateriaalit saadaan nestefaasisintraamaan ja tiivistyminen saavutetaan alemmassa lämpötilassa. Kiinteäfaasisintratun piikarbidikeramiikan valmistusmenetelmään kuuluu raaka-aineiden sekoittaminen, ruiskurakeistus, muovaus ja tyhjösintraus. Erityinen tuotantoprosessi on seuraava:
70-90 % submikronista α-piikarbidia (200-500 nm), 0,1-5 % boorikarbidia, 4-20 % hartsia ja 5-20 % orgaanista sideainetta laitetaan sekoittimeen ja lisätään puhdasta vettä märkää varten. sekoittamalla. 6-48 tunnin kuluttua sekoitettu liete johdetaan 60-120 meshin seulan läpi;
Seulottu liete sumutusrakeistetaan sumutusrakeistustornin läpi. Ruiskurakeistustornin sisääntulolämpötila on 180-260 ℃ ja ulostulolämpötila 60-120 ℃; granuloidun materiaalin irtotiheys on 0,85-0,92 g/cm3, juoksevuus on 8-11 s/30 g; rakeistettu materiaali seulotaan 60-120 meshin seulan läpi myöhempää käyttöä varten;
Valitse muotti halutun tuotteen muodon mukaan, lataa rakeinen materiaali muottipesään ja suorita huoneenlämpötilassa puristusmuovaus 50-200 MPa:n paineessa vihreän kappaleen saamiseksi; tai aseta raakakappale puristusmuovauksen jälkeen isostaattiseen puristuslaitteeseen, suorita isostaattinen puristus 200–300 MPa:n paineella ja hanki raakakappale toissijaisen puristuksen jälkeen;
Aseta yllä olevissa vaiheissa valmistettu raakakappale tyhjiösintrausuuniin sintrausta varten, ja pätevä on valmis piikarbidin luodinkestävä keramiikka; yllä olevassa sintrausprosessissa tyhjennä ensin sintrausuuni ja kun tyhjiöaste saavuttaa 3-5 × 10-2 Pa:n jälkeen, inertti kaasu johdetaan sintrausuuniin normaalipaineeseen ja kuumennetaan sitten. Kuumennuslämpötilan ja ajan välinen suhde on: huoneenlämpötila - 800 ℃, 5-8 tuntia, lämmönsäilyvyys 0,5-1 tunti, 800 - 2000-2300 ℃, 6-9 tuntia, lämpösuojaus 1-2 tuntia, ja jäähdytettiin sitten uunissa ja laskettiin huoneenlämpötilaan.
Normaalipaineessa sintratun piikarbidin mikrorakenne ja raeraja
Lyhyesti sanottuna kuumapuristussintrausprosessilla valmistetulla keramiikalla on parempi suorituskyky, mutta myös tuotantokustannukset ovat lisääntyneet huomattavasti; paineettomalla sintrauksella valmistetulla keramiikalla on korkeammat raaka-ainevaatimukset, korkea sintrauslämpötila, suuret tuotekoon muutokset, monimutkainen prosessi ja alhainen suorituskyky; Reaktiosintrausprosessilla valmistetuilla keraamisilla tuotteilla on korkea tiheys, hyvä ballistinen suorituskyky ja suhteellisen alhaiset valmistuskustannukset. Piikarbidikeramiikan erilaisilla sintrausvalmisteluprosesseilla on omat etunsa ja haittansa, ja myös käyttöskenaariot ovat erilaisia. Parasta politiikkaa on valita oikea valmistusmenetelmä tuotteen mukaan ja löytää tasapaino alhaisten kustannusten ja korkean suorituskyvyn välillä.
Postitusaika: 29.10.2024