반응 소결
반응 소결실리콘 카바이드 세라믹생산 공정에는 세라믹 압축, 소결 플럭스 침투제 압축, 반응 소결 세라믹 제품 준비, 탄화 규소 목재 세라믹 준비 및 기타 단계가 포함됩니다.
반응소결 탄화규소 노즐
첫째, 80~90%의 세라믹 분말(1~2개의 분말로 구성)탄화 규소 분말및 탄화붕소 분말), 탄소원 분말(카본블랙과 페놀수지 중 1~2개로 구성) 3~15%, 성형제(페놀수지, 폴리에틸렌글리콜, 히드록시메틸셀룰로오스, 파라핀) 5~15%를 균일하게 혼합 볼밀을 이용하여 혼합분말을 얻은 후 분무건조하여 과립화한 후 금형에서 압착하여 다양한 형상의 세라믹 성형체를 얻는 방법이다.
둘째, 규소분말 60~80%, 탄화규소분말 3~10%, 질화붕소분말 37~10%를 균일하게 혼합한 후 금형에서 압착하여 소결플럭스 침투제 성형체를 얻는다.
이어서 세라믹 성형체와 소결된 함침성 성형체를 적층한 후 진공도 5×10-1 Pa 이상의 진공로에서 온도를 1450~1750℃로 올려 소결 및 보온을 1~3년 동안 한다. 반응 소결 세라믹 제품을 얻는 데 몇 시간이 걸립니다. 소결된 세라믹 표면의 함침제 잔여물을 태핑으로 제거하여 치밀한 세라믹 시트를 얻고, 성형체의 원래 형태를 유지합니다.
마지막으로 반응 소결 공정이 채택됩니다. 즉, 고온에서 반응 활성을 갖는 액체 실리콘 또는 실리콘 합금이 모세관력의 작용으로 탄소가 포함된 다공성 세라믹 블랭크에 침투하여 내부의 탄소와 반응하여 탄화 규소를 형성하는 공정입니다. 부피가 팽창하고 나머지 기공은 원소 실리콘으로 채워집니다. 다공성 세라믹 블랭크는 순수 탄소 또는 탄화규소/탄소 기반 복합 재료일 수 있습니다. 전자는 유기 수지, 기공 형성제 및 용매를 촉매 경화 및 열분해하여 얻습니다. 후자는 탄화규소 입자/수지계 복합재료를 열분해하여 탄화규소/탄소계 복합재료를 얻거나, α-SiC 및 탄소 분말을 출발 물질로 사용하고 프레스 또는 사출 성형 공정을 사용하여 복합체를 얻는 방법입니다. 재료.
무압력 소결
탄화규소의 무압력 소결 공정은 고상 소결과 액상 소결로 나눌 수 있습니다. 최근 몇 년 동안에 대한 연구는실리콘 카바이드 세라믹국내외에서는 주로 액상 소결에 중점을 두었습니다. 세라믹 준비 공정은 혼합 재료 볼 밀링 –> 스프레이 과립화 –> 건식 프레싱 –> 생체 응고 –> 진공 소결입니다.
무압력 소결 탄화규소 제품
탄화규소 초미세분말(50~500nm) 96~99부, 탄화붕소 초미세분말(50~500nm) 1~2부, 나노붕화티타늄(30~80nm) 0.2~1부, 10~20부 첨가 수용성 페놀수지 및 고효율 분산제 0.1~0.5부를 볼밀링용 볼밀에 첨가 및 24시간 동안 혼합한 후, 혼합된 슬러리를 혼합통에 넣고 2시간 동안 교반하여 슬러리 중의 기포를 제거하였다.
위의 혼합물을 과립화탑에 분무하고, 분무압력, 공기 입구 온도, 공기 출구 온도 및 스프레이 시트 입자 크기를 제어함으로써 입자 형태가 좋고 유동성이 좋으며 입자 분포 범위가 좁고 수분 함량이 적당한 과립 분말을 얻습니다. 원심 주파수 변환은 26-32, 공기 입구 온도는 250-280 ℃, 공기 출구 온도는 100-120 ℃, 슬러리 입구 압력은 40-60입니다.
상기 과립화 분말을 초경합금 금형에 넣고 압착하여 성형체를 얻는다. 프레싱 방법은 양방향 압력이며 공작 기계 압력 톤수는 150-200 톤입니다.
압착된 성형체를 건조 오븐에 넣어 건조 및 경화시켜 양호한 성형체 강도를 갖는 성형체를 얻습니다.
상기 경화된 압분체를흑연 도가니촘촘하고 깔끔하게 배열한 후, 성형체가 있는 흑연 도가니를 고온 진공 소결로에 넣어 소성합니다. 소성온도는 2200~2250℃, 보온시간은 1~2시간이다. 마지막으로, 고성능 무압력 소결 탄화규소 세라믹이 얻어집니다.
고상 소결
탄화규소의 무압력 소결 공정은 고상 소결과 액상 소결로 나눌 수 있습니다. 액상 소결에서는 SiC와 그 복합 재료가 액상 소결을 구현하고 더 낮은 온도에서 치밀화를 달성하기 위해 Y2O3 이원 및 삼원 첨가제와 같은 소결 첨가제를 추가해야 합니다. 고상 소결 탄화규소 세라믹의 제조 방법에는 원료 혼합, 분무 과립화, 성형 및 진공 소결이 포함됩니다. 구체적인 생산 과정은 다음과 같습니다.
서브미크론 α탄화규소(200~500nm) 70~90%, 탄화붕소 0.1~5%, 수지 4~20%, 유기바인더 5~20%를 믹서에 넣고 순수를 첨가하여 습윤시킨다. 혼입. 6~48시간 후, 혼합된 슬러리를 60~120 메쉬 체에 통과시키고;
체질된 슬러리는 분무 과립화 타워를 통해 분무 과립화됩니다. 분무 과립 타워의 입구 온도는 180-260 ℃이고 출구 온도는 60-120 ℃입니다. 과립화된 물질의 부피 밀도는 0.85-0.92g/cm3이고 유동성은 8-11s/30g입니다. 과립화된 물질을 나중에 사용하기 위해 60-120 메쉬 체를 통해 체질하고;
원하는 제품 형상에 따라 금형을 선택하고 과립화된 재료를 금형 캐비티에 로드한 다음 50-200MPa의 압력에서 실온 압축 성형을 수행하여 성형체를 얻습니다. 또는 압축 성형 후의 성형체를 등압 성형 장치에 넣고, 200-300MPa의 압력에서 등압 성형을 수행하고, 2차 압축 후 성형체를 얻거나;
상기 단계에서 준비된 성형체를 진공 소결로에 넣고 소결하면, 적격한 것이 완성된 탄화규소 방탄 세라믹이다. 위의 소결 공정에서는 먼저 소결로를 비우고 진공도가 3-5×10-2 Pa에 도달하면 불활성 가스를 소결로에 상압으로 통과시킨 후 가열합니다. 가열 온도와 시간의 관계는 다음과 같습니다. 실온 ~ 800℃, 5~8시간, 0.5~1시간 보온, 800℃ ~ 2000~2300℃, 6~9시간, 1~2시간 보온, 그런 다음 용광로로 냉각하고 실온으로 떨어뜨렸습니다.
상압에서 소결된 탄화규소의 미세구조 및 결정립계
즉, 핫 프레싱 소결 공정으로 제조된 세라믹은 성능이 더 좋지만 생산 비용도 크게 증가합니다. 무압력 소결 방식으로 제조된 세라믹은 원료 요구량이 높고 소결 온도가 높으며 제품 크기 변화가 크고 공정이 복잡하며 성능이 낮습니다. 반응 소결 공정으로 생산된 세라믹 제품은 밀도가 높고, 탄도 방지 성능이 우수하며, 준비 비용이 상대적으로 저렴합니다. 탄화규소 세라믹의 다양한 소결 준비 공정에는 고유한 장점과 단점이 있으며 적용 시나리오도 다릅니다. 제품에 따라 올바른 제조 방법을 선택하고 저비용과 고성능의 균형을 찾는 것이 최선의 정책입니다.
게시 시간: 2024년 10월 29일