Reakciós szinterezés
A reakció szinterezésszilícium-karbid kerámiaA gyártási folyamat magában foglalja a kerámia tömörítését, a szinterező fluxus infiltrációs szer tömörítését, a reakció szinterezési kerámiatermék-előkészítést, a szilícium-karbid fakerámia előkészítését és egyéb lépéseket.
Reakciós szinterező szilícium-karbid fúvóka
Először 80-90% kerámiapor (egy vagy két porból állszilícium-karbid porés bór-karbid por), 3-15% szénforrás port (amely egy vagy kettő koromból és fenolgyantából áll) és 5-15% formázószert (fenolgyanta, polietilénglikol, hidroxi-metil-cellulóz vagy paraffin) egyenletesen elkeverünk. golyósmalom segítségével kevert port állítanak elő, amelyet porlasztva szárítanak és granulálnak, majd öntőformába préselve kerámiatömörséget kapnak különféle konkrét formák.
Másodszor, 60-80% szilícium port, 3-10% szilícium-karbid port és 37-10% bór-nitrid port egyenletesen összekevernek, és egy öntőformában préselik, hogy szinterező folyasztószer-beszivárgó anyagot tömörítsenek.
A kerámiatömeget és a szinterezett beszivárgó kompaktot ezután egymásra rakják, és a hőmérsékletet 1450-1750°C-ra emelik egy legalább 5×10-1 Pa vákuumfokú vákuumkemencében szinterezés és hőmegőrzés céljából 1-3 ideig. órán keresztül reakció szinterezett kerámiatermék előállításához. A szinterezett kerámia felületén lévő beszivárgó maradványokat ütögetéssel távolítják el, így sűrű kerámialapot kapnak, és megtartják a tömörítés eredeti formáját.
Végül a reakció szinterezési eljárást alkalmazzák, vagyis a folyékony szilícium vagy a magas hőmérsékleten reakcióképes szilíciumötvözet kapilláris erő hatására beszivárog a porózus, szenet tartalmazó kerámia blankba, és reakcióba lép a benne lévő szénnel szilícium-karbidot képezve, amely térfogata kitágul, a fennmaradó pórusokat elemi szilícium tölti ki. A porózus kerámia nyersanyag lehet tiszta szén vagy szilícium-karbid/szén alapú kompozit anyag. Az előbbit egy szerves gyanta, egy pórusképző és egy oldószer katalitikus térhálósításával és pirolizálásával nyerik. Ez utóbbit szilícium-karbid részecskék/gyanta alapú kompozit anyagok pirolizálásával állítják elő szilícium-karbid/szén alapú kompozit anyagok előállítására, vagy α-SiC és szénpor kiindulási anyagként, valamint préselési vagy fröccsöntési eljárás alkalmazásával a kompozit előállításához. anyag.
Nyomásmentes szinterezés
A szilícium-karbid nyomásmentes szinterezési folyamata szilárd fázisú és folyékony fázisú szinterezésre osztható. Az elmúlt években a kutatásokszilícium-karbid kerámiaitthon és külföldön elsősorban a folyadékfázisú szinterezésre összpontosított. A kerámia előkészítési folyamata: vegyes anyagú golyós marás->permetező granulálás->száraz sajtolás->zöldtest megszilárdítása->vákuumszinterezés.
Nyomásmentes szinterezett szilícium-karbid termékek
Adjon hozzá 96-99 rész szilícium-karbid ultrafinom port (50-500 nm), 1-2 rész bór-karbid ultrafinom port (50-500 nm), 0,2-1 rész nano-titán-boridot (30-80 nm), 10-20 rész vízben oldódó fenolgyanta és 0,1-0,5 rész nagy hatékonyságú diszpergálószer a golyós malmot golyós őrléshez és keveréshez 24 órán át, majd a kevert zagyot keverőhordóba tesszük 2 órára, hogy eltávolítsuk a zagyban lévő buborékokat.
A fenti keveréket bepermetezzük a granulálótoronyba, és a jó részecskemorfológiájú, jó folyékonyságú, szűk részecskeeloszlási tartományú és mérsékelt nedvességtartalmú granulált port a permetezési nyomás, a levegő bemeneti hőmérséklet, a levegő kimeneti hőmérséklete és a permetezőlap részecskeméretének szabályozásával kapjuk. A centrifugális frekvencia átalakítás 26-32, a levegő bemeneti hőmérséklete 250-280 ℃, a levegő kimeneti hőmérséklete 100-120 ℃, és a zagy bemeneti nyomása 40-60.
A fenti granulált port egy cementezett keményfém öntőformába helyezzük préselés céljából, hogy zöld testet kapjunk. A préselési módszer kétirányú nyomás, a szerszámgép nyomása 150-200 tonna.
A préselt zöld testet szárítókemencébe helyezik szárításra és kikeményítésre, így jó zöldtest szilárdságú zöldtestet kapnak.
A fenti kikeményedett zöld testet agrafittégelyés szorosan és szépen elrendezve, majd a zöld testű grafittégelyt egy magas hőmérsékletű vákuum szinterező kemencébe helyezzük kiégetés céljából. Az égetési hőmérséklet 2200-2250 ℃, a szigetelési idő 1-2 óra. Végül nagy teljesítményű nyomásmentes szinterezett szilícium-karbid kerámiákat kapnak.
Szilárd fázisú szinterezés
A szilícium-karbid nyomásmentes szinterezési folyamata szilárd fázisú és folyékony fázisú szinterezésre osztható. A folyékony fázisú szintereléshez szinterező adalékanyagok, például Y2O3 bináris és háromkomponensű adalékok hozzáadása szükséges ahhoz, hogy a SiC és kompozit anyagai folyadékfázisú szinterezést és sűrűsödést érjenek el alacsonyabb hőmérsékleten. A szilárd fázisú szinterezett szilícium-karbid kerámiák előállítási módja az alapanyagok keverését, porlasztásos granulálást, fröccsöntést és vákuumszinterezést foglal magában. A konkrét gyártási folyamat a következő:
70-90% szubmikron α szilícium-karbidot (200-500 nm), 0,1-5% bór-karbidot, 4-20% gyantát és 5-20% szerves kötőanyagot keverőbe helyezünk, és tiszta vízzel nedvesítjük. keverés. 6-48 óra elteltével a kevert zagyot egy 60-120 mesh méretű szitán engedjük át;
Az átszitált szuszpenziót porlasztó granuláló tornyon keresztül porlasztva granuláljuk. A permetező granuláló torony bemeneti hőmérséklete 180-260 ℃, a kimeneti hőmérséklet 60-120 ℃; a granulált anyag térfogatsűrűsége 0,85-0,92 g/cm3, folyékonysága 8-11 s/30 g; a granulált anyagot egy 60-120 mesh méretű szitán átszitáljuk későbbi felhasználás céljából;
Válasszon ki egy formát a kívánt termékformának megfelelően, töltse be a granulált anyagot a formaüregbe, és végezzen szobahőmérsékletű préselést 50-200 MPa nyomáson, hogy zöld testet kapjon; vagy helyezze a nyers testet a préselés után izosztatikus présgépbe, végezzen izosztatikus préselést 200-300 MPa nyomáson, és kapjon zöld testet másodlagos préselés után;
A fenti lépésekben elkészített zöld testet vákuumszinterező kemencébe tesszük szinterezéshez, és a minősített a kész szilícium-karbid golyóálló kerámia; a fenti szinterezési eljárásnál először evakuáljuk a szinterező kemencét, majd amikor a vákuumfok eléri a 3-5×10-2 Pa után, az inert gázt normál nyomásra a szinterező kemencébe vezetjük, majd felmelegítjük. A fűtési hőmérséklet és az idő közötti összefüggés: szobahőmérséklet 800 ℃-ig, 5-8 óra, hőmegőrzés 0,5-1 óra, 800 ℃-től 2000-2300 C-ig, 6-9 óra, hőmegőrzés 1-2 óráig, majd a kemencével lehűtjük és szobahőmérsékletre hűtjük.
Normál nyomáson szinterezett szilícium-karbid mikroszerkezete és szemcsehatára
Röviden, a melegen sajtolt szinterezési eljárással előállított kerámiák teljesítménye jobb, de a gyártási költség is jelentősen megnő; a nyomásmentes szintereléssel előállított kerámiák alapanyagigénye magasabb, szinterezési hőmérséklete magas, nagy termékméret-változások, összetett folyamat és alacsony teljesítmény jellemzi; A reakciószinterezési eljárással előállított kerámiatermékek nagy sűrűséggel, jó ballisztikus tulajdonságokkal és viszonylag alacsony előállítási költséggel rendelkeznek. A szilícium-karbid kerámiák különböző szinterezési előkészítési eljárásainak megvannak a maga előnyei és hátrányai, és az alkalmazási forgatókönyvek is eltérőek lesznek. A legjobb politika a terméknek megfelelő elkészítési mód kiválasztása és az alacsony költség és a nagy teljesítmény közötti egyensúly megtalálása.
Feladás időpontja: 2024.10.29