Реакциялық агломерация
Реакция агломерациясыкремний карбиді керамикаөндірістік процесс керамикалық нығыздауды, агломерациялық ағынды инфильтрациялау агентін нығыздауды, реакциялық агломерациялық керамикалық өнімді дайындауды, кремний карбиді ағаш керамикалық дайындауды және басқа қадамдарды қамтиды.
Реакциялық агломерациялық кремний карбиді саптама
Біріншіден, 80-90% керамикалық ұнтақ (бір немесе екі ұнтақтан тұрадыкремний карбиді ұнтағыжәне бор карбиді ұнтағы), 3-15% көміртегі көзінің ұнтағы (бір немесе екі көміртегі қара және фенолды шайырдан тұрады) және 5-15% қалыптау агенті (фенолды шайыр, полиэтиленгликоль, гидроксиметилцеллюлоза немесе парафин) біркелкі араластырылады. аралас ұнтақты алу үшін шарикті диірменді пайдалану, ол бүрку арқылы кептіріледі және түйіршіктеледі, содан кейін әртүрлі нақты пішіндері бар керамикалық компакт алу үшін қалыпта престеледі.
Екіншіден, 60-80% кремний ұнтағы, 3-10% кремний карбиді ұнтағы және 37-10% бор нитриді ұнтағы біркелкі араластырылып, қалыпқа престеліп, агломерациялық ағынды инфильтрациялық агент ықшам алынады.
Содан кейін керамикалық компакт пен агломерацияланған инфильтрант компакт қабаттасады және температура 1450-1750 ℃ вакуумдық пеште агломерация және жылуды 1-3 дейін сақтау үшін 5 × 10-1 Па кем емес вакуумдық пеште көтеріледі. реакция агломерацияланған керамикалық өнімді алу үшін сағат. Агломерленген керамика бетіндегі инфильтрант қалдықтары тығыз керамикалық қаңылтыр алу үшін түрту арқылы жойылады және ықшамның бастапқы пішіні сақталады.
Соңында реакция агломерациялау процесі қабылданады, яғни сұйық кремний немесе жоғары температурада реакциялық белсенділігі бар кремний қорытпасы капиллярлық күштің әсерінен құрамында көміртегі бар кеуекті керамикалық дайындамаға сіңіп, ондағы көміртекпен әрекеттесіп, кремний карбиді түзеді. көлемі кеңейеді, ал қалған кеуектер элементтік кремниймен толтырылады. Кеуекті керамикалық дайындама таза көміртекті немесе кремний карбиді/көміртек негізіндегі композиттік материал болуы мүмкін. Біріншісі органикалық шайырды, кеуекті түзуші мен еріткішті каталитикалық өңдеу және пиролиздеу арқылы алынады. Соңғысы кремний карбиді/көміртек негізіндегі композиттік материалдарды алу үшін кремний карбиді бөлшектерін/шайыр негізіндегі композициялық материалдарды пиролиздеу арқылы немесе бастапқы материалдар ретінде α-SiC және көміртегі ұнтағын пайдалану және композитті алу үшін престеу немесе инъекциялық қалыптау процесін қолдану арқылы алынады. материал.
Қысымсыз агломерация
Кремний карбидін қысымсыз агломерациялау процесін қатты фазалық агломерациялау және сұйық фазалық агломерациялау деп бөлуге болады. Соңғы жылдары бойынша зерттеулеркремний карбидті керамикаүйде және шетелде негізінен сұйық фазалық агломерацияға бағытталған. Керамикалық дайындау процесі: аралас материалды шарикті фрезерлеу–>спрей түйіршіктеу–>құрғақ престеу–>жасыл дененің қатаюы–>вакуумды агломерациялау.
Қысымсыз агломерацияланған кремний карбидті өнімдер
96-99 бөлік кремний карбидінің ультра жұқа ұнтағы (50-500нм), бор карбидінің 1-2 бөлігі (50-500нм), нано-титан боридінің 0,2-1 бөлігі (30-80нм), 10-20 бөлік қосыңыз. суда еритін фенолды шайырды және 24 сағат бойы шарлы диірменге шарлы диірменге және араластыруға арналған жоғары тиімді дисперсияның 0,1-0,5 бөлігін жіберіңіз және суспензиядағы көпіршіктерді кетіру үшін аралас суспензияны 2 сағат бойы араластыруға арналған араластырғыш бөшкеге салыңыз. .
Жоғарыда көрсетілген қоспаны түйіршіктеу мұнарасына шашыратады және жақсы бөлшектер морфологиясы, жақсы өтімділігі, тар бөлшектердің таралу диапазоны және қалыпты ылғалдылығы бар түйіршіктеу ұнтағы бүрку қысымын, ауаның кіру температурасын, ауаның шығу температурасын және бүріккіш парақ бөлшектерінің өлшемін бақылау арқылы алынады. Центрифугалық жиілікті түрлендіру 26-32, ауаның кіріс температурасы 250-280 ℃, ауаның шығу температурасы 100-120 ℃, суспензияның кіріс қысымы 40-60.
Жоғарыда көрсетілген түйіршіктеу ұнтағы жасыл денені алу үшін престеуге арналған цементтелген карбидті қалыпқа салынады. Престеу әдісі екі жақты қысым, ал станок қысымының тоннажы 150-200 т.
Сығылған жасыл дене жақсы жасыл дене күші бар жасыл денені алу үшін кептіру және емдеу үшін кептіру пешіне орналастырылады.
Жоғарыда өңделген жасыл дене аграфит тигельжәне тығыз және ұқыпты орналасады, содан кейін жасыл корпусы бар графит тигелі күйдіру үшін жоғары температуралы вакуумды агломерациялау пешіне орналастырылады. Күйдіру температурасы 2200-2250℃, ал оқшаулау уақыты 1-2 сағат. Соңында жоғары өнімді қысымсыз агломерленген кремний карбидті керамика алынады.
Қатты фазалы агломерация
Кремний карбидін қысымсыз агломерациялау процесін қатты фазалық агломерациялау және сұйық фазалық агломерациялау деп бөлуге болады. Сұйық фазалық агломерация SiC және оның композициялық материалдарын сұйық фазалық агломерацияны қамтамасыз ету және төменгі температурада тығыздауға қол жеткізу үшін Y2O3 екілік және үштік қоспалары сияқты агломерациялық қоспаларды қосуды талап етеді. Қатты фазалы агломерленген кремний карбид керамикасын дайындау әдісіне шикізатты араластыру, бүріккіш түйіршіктеу, қалыптау және вакуумдық агломерация жатады. Арнайы өндіріс процесі келесідей:
70-90% субмикронды α кремний карбиді (200-500нм), 0,1-5% бор карбиді, 4-20% шайыр, 5-20% органикалық байланыстырғыш араластырғышқа салынып, суға таза сумен қосады. араластыру. 6-48 сағаттан кейін аралас суспензия 60-120 торлы електен өткізіледі;
Електен өткізілген суспензия бүріккіш түйіршіктеу мұнарасы арқылы түйіршіктелген. Бүріккіш түйіршіктеу мұнарасының кіріс температурасы 180-260 ℃, ал шығыс температурасы 60-120 ℃; түйіршіктелген материалдың көлемдік тығыздығы 0,85-0,92г/см3 , сұйықтығы 8-11с/30г; түйіршіктелген материал кейінірек пайдалану үшін 60-120 торлы електен өткізіледі;
Қажетті бұйым пішініне сәйкес пішінді таңдап, түйіршіктелген материалды қалып қуысына жүктеңіз және жасыл денені алу үшін 50-200МПа қысыммен бөлме температурасында сығымдауды орындаңыз; немесе сығымдалған қалыптан кейін жасыл корпусты изостатикалық престеу құрылғысына салып, 200-300МПа қысымда изостатикалық престеуді орындап, екінші рет престеуден кейін жасыл денені алу;
Жоғарыда көрсетілген қадамдарда дайындалған жасыл корпусты агломерациялау үшін вакуумдық агломерациялық пешке салыңыз, ал білікті кремний карбиді дайын оқ өткізбейтін керамика; жоғарыда аталған агломерациялау процесінде алдымен агломерациялық пешті эвакуациялаңыз, ал вакуумдық дәрежесі 3-5×10-2 Па-ға жеткенде, инертті газ агломерациялық пешке қалыпты қысымға дейін беріледі, содан кейін қыздырылады. Қыздыру температурасы мен уақыт арасындағы байланыс: бөлме температурасы 800℃ дейін, 5-8 сағат, жылуды сақтау 0,5-1 сағат, 800℃-ден 2000-2300℃ дейін, 6-9 сағат, жылуды сақтау 1-2 сағат, содан кейін пешпен суытып, бөлме температурасына дейін түсіреді.
Қалыпты қысымда агломерленген кремний карбидінің микроқұрылымы мен түйіршік шекарасы
Қысқасы, ыстық престеу агломерациялау процесі арқылы өндірілген керамика жақсы өнімділікке ие, бірақ өндіріс құны да айтарлықтай өседі; қысымсыз агломерациямен дайындалған керамика шикізатқа жоғары талаптарға ие, агломерация температурасы жоғары, өнім көлемінің үлкен өзгеруі, күрделі процесс және төмен өнімділік; Реакциялық агломерациялық процесс арқылы өндірілген керамикалық бұйымдар жоғары тығыздыққа, жақсы антибаллистикалық өнімділікке және салыстырмалы түрде төмен дайындық құнына ие. Кремний карбидті керамиканың әртүрлі агломерациялық дайындау процестерінің өзіндік артықшылықтары мен кемшіліктері бар және қолдану сценарийлері де әртүрлі болады. Өнімге сәйкес дұрыс дайындау әдісін таңдап, төмен баға мен жоғары өнімділік арасындағы теңгерімді табу ең жақсы саясат болып табылады.
Хабарлама уақыты: 29 қазан 2024 ж