રિએક્શન સિન્ટરિંગ અને પ્રેશરલેસ સિન્ટરિંગ સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક તૈયારી પ્રક્રિયા

પ્રતિક્રિયા સિન્ટરિંગ

પ્રતિક્રિયા sinteringસિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિકઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં સિરામિક કોમ્પેક્ટિંગ, સિન્ટરિંગ ફ્લક્સ ઇન્ફિલ્ટરેશન એજન્ટ કોમ્પેક્ટિંગ, રિએક્શન સિન્ટરિંગ સિરામિક પ્રોડક્ટની તૈયારી, સિલિકોન કાર્બાઇડ વુડ સિરામિક તૈયારી અને અન્ય પગલાંનો સમાવેશ થાય છે.

પ્રતિક્રિયા સિન્ટરિંગ સિલિકોન કાર્બાઇડ નોઝલ

પ્રથમ, સિરામિક પાવડરનો 80-90% (એક કે બે પાઉડરનો બનેલોસિલિકોન કાર્બાઇડ પાવડરઅને બોરોન કાર્બાઇડ પાવડર), 3-15% કાર્બન સ્ત્રોત પાવડર (એક અથવા બે કાર્બન બ્લેક અને ફિનોલિક રેઝિનથી બનેલો) અને 5-15% મોલ્ડિંગ એજન્ટ (ફેનોલિક રેઝિન, પોલિઇથિલિન ગ્લાયકોલ, હાઇડ્રોક્સિમિથિલ સેલ્યુલોઝ અથવા પેરાફિન) સમાનરૂપે મિશ્રિત થાય છે. મિશ્ર પાવડર મેળવવા માટે બોલ મિલનો ઉપયોગ કરીને, જે સૂકવવામાં આવે છે અને દાણાદાર, અને પછી વિવિધ ચોક્કસ આકારો સાથે સિરામિક કોમ્પેક્ટ મેળવવા માટે બીબામાં દબાવવામાં આવે છે.
બીજું, 60-80% સિલિકોન પાવડર, 3-10% સિલિકોન કાર્બાઈડ પાવડર અને 37-10% બોરોન નાઈટ્રાઈડ પાવડર સરખે ભાગે ભેળવવામાં આવે છે અને સિન્ટરિંગ ફ્લક્સ ઈન્ફિલ્ટરેશન એજન્ટ કોમ્પેક્ટ મેળવવા માટે મોલ્ડમાં દબાવવામાં આવે છે.
સિરામિક કોમ્પેક્ટ અને સિન્ટર્ડ ઘૂસણખોરી કોમ્પેક્ટ પછી એકસાથે સ્ટેક કરવામાં આવે છે, અને 1-3 માટે સિન્ટરિંગ અને ગરમીની જાળવણી માટે વેક્યૂમ ડિગ્રી 5×10-1 Pa કરતાં ઓછી ન હોય તેવા વેક્યૂમ ફર્નેસમાં તાપમાન 1450-1750℃ સુધી વધારવામાં આવે છે. પ્રતિક્રિયા sintered સિરામિક ઉત્પાદન મેળવવા માટે કલાકો. ગાઢ સિરામિક શીટ મેળવવા માટે સિન્ટર્ડ સિરામિકની સપાટી પરના ઘૂસણખોરીના અવશેષોને ટેપ કરીને દૂર કરવામાં આવે છે, અને કોમ્પેક્ટનો મૂળ આકાર જાળવવામાં આવે છે.
અંતે, પ્રતિક્રિયા સિન્ટરિંગ પ્રક્રિયા અપનાવવામાં આવે છે, એટલે કે, ઉચ્ચ તાપમાને પ્રતિક્રિયા પ્રવૃત્તિ સાથે પ્રવાહી સિલિકોન અથવા સિલિકોન એલોય કેશિલરી બળની ક્રિયા હેઠળ કાર્બન ધરાવતા છિદ્રાળુ સિરામિક ખાલી જગ્યામાં ઘૂસી જાય છે, અને તેમાં કાર્બન સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને સિલિકોન કાર્બાઇડ બનાવે છે, જે વોલ્યુમમાં વિસ્તૃત થશે, અને બાકીના છિદ્રો એલિમેન્ટલ સિલિકોનથી ભરેલા છે. છિદ્રાળુ સિરામિક ખાલી શુદ્ધ કાર્બન અથવા સિલિકોન કાર્બાઇડ/કાર્બન-આધારિત સંયુક્ત સામગ્રી હોઈ શકે છે. ભૂતપૂર્વ એક કાર્બનિક રેઝિન, એક છિદ્ર અને દ્રાવકને ઉત્પ્રેરક રીતે ઉપચાર અને પાયરોલાઈઝ કરીને મેળવવામાં આવે છે. બાદમાં સિલિકોન કાર્બાઇડ/કાર્બન-આધારિત સંયુક્ત સામગ્રી મેળવવા માટે સિલિકોન કાર્બાઇડ કણો/રેઝિન-આધારિત સંયુક્ત સામગ્રીને પાયરોલાઈઝ કરીને અથવા α-SiC અને કાર્બન પાવડરનો પ્રારંભિક સામગ્રી તરીકે ઉપયોગ કરીને અને સંયુક્ત મેળવવા માટે પ્રેસિંગ અથવા ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને મેળવવામાં આવે છે. સામગ્રી

દબાણ રહિત સિન્ટરિંગ

સિલિકોન કાર્બાઇડની દબાણહીન સિન્ટરિંગ પ્રક્રિયાને સોલિડ-ફેઝ સિન્ટરિંગ અને લિક્વિડ-ફેઝ સિન્ટરિંગમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, પર સંશોધનસિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સદેશ-વિદેશમાં મુખ્યત્વે લિક્વિડ-ફેઝ સિન્ટરિંગ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું છે. સિરામિક તૈયાર કરવાની પ્રક્રિયા છે: મિશ્ર સામગ્રી બોલ મિલિંગ–>સ્પ્રે ગ્રેન્યુલેશન–>ડ્રાય પ્રેસિંગ–>ગ્રીન બોડી સોલિડિફિકેશન–>વેક્યુમ સિન્ટરિંગ.

દબાણ રહિત સિન્ટર્ડ સિલિકોન કાર્બાઇડ ઉત્પાદનો

સિલિકોન કાર્બાઇડ અલ્ટ્રાફાઇન પાવડર (50-500nm), બોરોન કાર્બાઇડ અલ્ટ્રાફાઇન પાવડરના 1-2 ભાગો (50-500nm), નેનો-ટાઇટેનિયમ બોરાઇડના 0.2-1 ભાગો (30-80nm), 10-20 ભાગો ઉમેરો. પાણીમાં દ્રાવ્ય ફિનોલિક રેઝિન અને 0.1-0.5 ભાગો બોલ મિલિંગ અને 24 કલાક માટે મિશ્રણ માટે બોલ મિલમાં ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા વિખેરી નાખે છે, અને સ્લરીમાં પરપોટા દૂર કરવા માટે 2 કલાક સુધી હલાવતા મિશ્રણ બેરલમાં મિશ્ર સ્લરી મૂકો.
ઉપરોક્ત મિશ્રણ ગ્રાન્યુલેશન ટાવરમાં છાંટવામાં આવે છે, અને સ્પ્રે પ્રેશર, એર ઇનલેટ ટેમ્પરેચર, એર આઉટલેટ ટેમ્પરેચર અને સ્પ્રે શીટ પાર્ટિકલ સાઈઝને નિયંત્રિત કરીને સારા કણ મોર્ફોલોજી, સારી પ્રવાહીતા, સાંકડી કણ વિતરણ શ્રેણી અને મધ્યમ ભેજ સાથે ગ્રાન્યુલેશન પાવડર મેળવવામાં આવે છે. સેન્ટ્રીફ્યુગલ ફ્રીક્વન્સી કન્વર્ઝન 26-32 છે, એર ઇનલેટ તાપમાન 250-280℃ છે, એર આઉટલેટ તાપમાન 100-120℃ છે, અને સ્લરી ઇનલેટ પ્રેશર 40-60 છે.
ઉપરોક્ત ગ્રાન્યુલેશન પાવડરને ગ્રીન બોડી મેળવવા માટે દબાવવા માટે સિમેન્ટેડ કાર્બાઇડ મોલ્ડમાં મૂકવામાં આવે છે. દબાવવાની પદ્ધતિ એ દ્વિપક્ષીય દબાણ છે, અને મશીન ટૂલ પ્રેશર ટનેજ 150-200 ટન છે.
દબાવવામાં આવેલ ગ્રીન બોડીને સૂકવવા અને ક્યોરિંગ માટે સૂકવવાના ઓવનમાં મૂકવામાં આવે છે જેથી લીલી શરીરની સારી શક્તિ સાથે ગ્રીન બોડી મેળવવામાં આવે.
ઉપરોક્ત ઉપચાર લીલા શરીરને એમાં મૂકવામાં આવે છેગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલઅને નજીકથી અને સરસ રીતે ગોઠવવામાં આવે છે, અને પછી ગ્રીન બોડી સાથેના ગ્રેફાઇટ ક્રુસિબલને ફાયરિંગ માટે ઉચ્ચ-તાપમાન વેક્યુમ સિન્ટરિંગ ભઠ્ઠીમાં મૂકવામાં આવે છે. ફાયરિંગ તાપમાન 2200-2250℃ છે, અને ઇન્સ્યુલેશન સમય 1-2 કલાક છે. છેલ્લે, ઉચ્ચ-પ્રદર્શન દબાણ રહિત સિન્ટર્ડ સિલીકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સ મેળવવામાં આવે છે.

સોલિડ-ફેઝ સિન્ટરિંગ

સિલિકોન કાર્બાઇડની દબાણહીન સિન્ટરિંગ પ્રક્રિયાને સોલિડ-ફેઝ સિન્ટરિંગ અને લિક્વિડ-ફેઝ સિન્ટરિંગમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. લિક્વિડ-ફેઝ સિન્ટરિંગ માટે સિન્ટરિંગ એડિટિવ્સ ઉમેરવાની જરૂર છે, જેમ કે Y2O3 બાઈનરી અને ટર્નરી એડિટિવ્સ, SiC અને તેની સંયુક્ત સામગ્રીને પ્રવાહી-તબક્કાના સિન્ટરિંગને પ્રસ્તુત કરવા અને ઓછા તાપમાને ઘનતા પ્રાપ્ત કરવા માટે. સોલિડ-ફેઝ સિન્ટર્ડ સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સની તૈયારી પદ્ધતિમાં કાચા માલનું મિશ્રણ, સ્પ્રે ગ્રેન્યુલેશન, મોલ્ડિંગ અને વેક્યુમ સિન્ટરિંગનો સમાવેશ થાય છે. ચોક્કસ ઉત્પાદન પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
70-90% સબમાઇક્રોન α સિલિકોન કાર્બાઇડ (200-500nm), 0.1-5% બોરોન કાર્બાઇડ, 4-20% રેઝિન અને 5-20% ઓર્ગેનિક બાઈન્ડરને મિક્સરમાં મૂકવામાં આવે છે અને ભીના માટે શુદ્ધ પાણી સાથે ઉમેરવામાં આવે છે. મિશ્રણ 6-48 કલાક પછી, મિશ્ર સ્લરી 60-120 જાળીદાર ચાળણીમાંથી પસાર થાય છે;
ચાળેલી સ્લરી સ્પ્રે ગ્રેન્યુલેશન ટાવર દ્વારા સ્પ્રે દાણાદાર છે. સ્પ્રે ગ્રાન્યુલેશન ટાવરનું ઇનલેટ તાપમાન 180-260℃ છે, અને આઉટલેટ તાપમાન 60-120℃ છે; દાણાદાર સામગ્રીની બલ્ક ઘનતા 0.85-0.92g/cm3 છે, પ્રવાહીતા 8-11s/30g છે; દાણાદાર સામગ્રીને પછીના ઉપયોગ માટે 60-120 જાળીદાર ચાળણી દ્વારા ચાળવામાં આવે છે;
ઇચ્છિત ઉત્પાદનના આકાર અનુસાર મોલ્ડ પસંદ કરો, દાણાદાર સામગ્રીને મોલ્ડ કેવિટીમાં લોડ કરો અને ગ્રીન બોડી મેળવવા માટે 50-200MPa ના દબાણે રૂમ ટેમ્પરેચર કમ્પ્રેશન મોલ્ડિંગ કરો; અથવા કમ્પ્રેશન મોલ્ડિંગ પછી ગ્રીન બોડીને આઇસોસ્ટેટિક પ્રેસિંગ ડિવાઇસમાં મૂકો, 200-300MPaના દબાણ પર આઇસોસ્ટેટિક પ્રેસિંગ કરો અને સેકન્ડરી પ્રેસિંગ પછી ગ્રીન બોડી મેળવો;
ઉપરોક્ત પગલાઓમાં તૈયાર કરેલ ગ્રીન બોડીને સિન્ટરિંગ માટે વેક્યૂમ સિન્ટરિંગ ભઠ્ઠીમાં મૂકો, અને લાયક સિલિકોન કાર્બાઇડ બુલેટપ્રૂફ સિરામિક છે; ઉપરોક્ત સિન્ટરિંગ પ્રક્રિયામાં, સૌપ્રથમ સિન્ટરિંગ ફર્નેસને ખાલી કરો, અને જ્યારે વેક્યૂમ ડિગ્રી 3-5×10-2 Pa પછી પહોંચે છે, ત્યારે નિષ્ક્રિય ગેસ સિન્ટરિંગ ભઠ્ઠીમાં સામાન્ય દબાણમાં પસાર થાય છે અને પછી ગરમ થાય છે. હીટિંગ તાપમાન અને સમય વચ્ચેનો સંબંધ છે: ઓરડાના તાપમાને 800℃, 5-8 કલાક, 0.5-1 કલાક માટે ગરમીનું સંરક્ષણ, 800℃ થી 2000-2300℃ સુધી, 6-9 કલાક, 1 થી 2 કલાક માટે ગરમીનું સંરક્ષણ, અને પછી ભઠ્ઠી સાથે ઠંડુ કરવામાં આવે છે અને ઓરડાના તાપમાને નીચે આવે છે.

સિલિકોન કાર્બાઇડની માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર અને અનાજની સીમા સામાન્ય દબાણ પર સિન્ટર કરે છે

ટૂંકમાં, હોટ પ્રેસિંગ સિન્ટરિંગ પ્રક્રિયા દ્વારા ઉત્પાદિત સિરામિક્સ વધુ સારી કામગીરી ધરાવે છે, પરંતુ ઉત્પાદન ખર્ચમાં પણ ઘણો વધારો થાય છે; પ્રેશરલેસ સિન્ટરિંગ દ્વારા તૈયાર કરાયેલા સિરામિક્સમાં કાચા માલની ઉચ્ચ જરૂરિયાતો, ઉચ્ચ સિન્ટરિંગ તાપમાન, મોટા ઉત્પાદનના કદમાં ફેરફાર, જટિલ પ્રક્રિયા અને ઓછી કામગીરી હોય છે; પ્રતિક્રિયા સિન્ટરિંગ પ્રક્રિયા દ્વારા ઉત્પાદિત સિરામિક ઉત્પાદનોમાં ઉચ્ચ ઘનતા, સારી એન્ટિ-બેલિસ્ટિક કામગીરી અને પ્રમાણમાં ઓછી તૈયારી ખર્ચ હોય છે. સિલિકોન કાર્બાઇડ સિરામિક્સની વિવિધ સિન્ટરિંગ તૈયારી પ્રક્રિયાઓના પોતાના ફાયદા અને ગેરફાયદા છે, અને એપ્લિકેશનના દૃશ્યો પણ અલગ હશે. ઉત્પાદન અનુસાર યોગ્ય તૈયારી પદ્ધતિ પસંદ કરવી અને ઓછી કિંમત અને ઉચ્ચ પ્રદર્શન વચ્ચે સંતુલન શોધવું એ શ્રેષ્ઠ નીતિ છે.