Reakcinis sukepinimas
Reakcijų sukepinimassilicio karbido keramikagamybos procesas apima keramikos tankinimą, sukepinimo srauto infiltracinio agento sutankinimą, reakcijos sukepinimo keramikos gaminių paruošimą, silicio karbido medienos keramikos paruošimą ir kitus veiksmus.
Reakcinio sukepinimo silicio karbido antgalis
Pirma, 80-90% keramikos miltelių (sudaryta iš vieno ar dviejų miltelių išsilicio karbido milteliaiir boro karbido milteliai), tolygiai sumaišoma 3–15 % anglies šaltinio miltelių (sudaryta iš vienos ar dviejų suodžių ir fenolio dervos) ir 5–15 % formavimo medžiagos (fenolio dervos, polietilenglikolio, hidroksimetilceliuliozės arba parafino). rutuliniu malūnu gaunami mišrūs milteliai, kurie džiovinami purškiant ir granuliuojami, o po to presuojami formoje, kad gautų keraminį kompaktą su įvairiais specifinės formos.
Antra, 60–80% silicio miltelių, 3–10% silicio karbido miltelių ir 37–10% boro nitrido miltelių tolygiai sumaišomi ir presuojami formoje, kad būtų kompaktiškas sukepinimo srauto infiltracinis agentas.
Tada keramikinis kompaktas ir sukepintas infiltracinis kompaktas sukraunami kartu, o temperatūra pakeliama iki 1450-1750 ℃ vakuuminėje krosnyje, kurios vakuumo laipsnis ne mažesnis kaip 5 × 10-1 Pa sukepinimo ir šilumos išsaugojimui 1-3 valandas, kad gautų reakcijos sukepinto keramikos gaminį. Infiltranto likučiai ant sukepintos keramikos paviršiaus pašalinami bakstelėjimu, kad gautųsi tankus keraminis lakštas, ir išlaikoma pirminė kompakto forma.
Galiausiai taikomas reakcijos sukepinimo procesas, ty skystas silicis arba silicio lydinys, kurio reakcija vyksta aukštoje temperatūroje, veikiamas kapiliarinės jėgos įsiskverbia į porėtą keramikos ruošinį, kuriame yra anglies, ir reaguoja su jame esančia anglimi, sudarydamas silicio karbidą, išsiplės tūriu, o likusios poros užpildomos elementariu siliciu. Porėtas keramikos ruošinys gali būti grynos anglies arba silicio karbido / anglies pagrindo kompozicinės medžiagos. Pirmasis gaunamas kataliziškai kietinant ir pirolizuojant organinę dervą, porų formuotoją ir tirpiklį. Pastaroji gaunama pirolizuojant silicio karbido daleles/dervos pagrindo kompozicines medžiagas, kad būtų gautos silicio karbido/anglies pagrindo kompozitinės medžiagos, arba naudojant α-SiC ir anglies miltelius kaip pradines medžiagas ir naudojant presavimo arba liejimo įpurškimo procesą kompozitui gauti. medžiaga.
Beslėgis sukepinimas
Beslėgį silicio karbido sukepinimo procesą galima suskirstyti į kietosios fazės sukepinimą ir skystosios fazės sukepinimą. Pastaraisiais metais atlikti tyrimai apiesilicio karbido keramikanamie ir užsienyje daugiausia dėmesio skyrė skystosios fazės sukepinimui. Keramikos paruošimo procesas yra: mišrios medžiagos rutulinis frezavimas->purškiamas granuliavimas->sausasis presavimas->žaliojo kūno kietėjimas->vakuuminis sukepinimas.
Beslėgiai sukepinto silicio karbido gaminiai
Įpilkite 96–99 dalių itin smulkių silicio karbido miltelių (50–500 nm), 1–2 dalis boro karbido itin smulkių miltelių (50–500 nm), 0,2–1 dalis nano-titano borido (30–80 nm), 10–20 dalių. vandenyje tirpios fenolio dervos ir 0,1–0,5 dalys didelio efektyvumo dispergento rutulinį malūną rutuliniam malimui ir maišymui 24 val., o sumaišytą suspensiją supilkite į maišymo statinę 2 valandoms maišyti, kad suspensijoje pasišalintų burbuliukai.
Pirmiau minėtas mišinys purškiamas į granuliavimo bokštą, o granuliavimo milteliai, turintys gerą dalelių morfologiją, gerą sklandumą, siaurą dalelių pasiskirstymo diapazoną ir vidutinę drėgmę, gaunami kontroliuojant purškimo slėgį, oro įleidimo temperatūrą, oro išleidimo temperatūrą ir purškimo lakšto dalelių dydį. Išcentrinis dažnio keitimas yra 26-32, oro įleidimo temperatūra yra 250-280 ℃, oro išleidimo temperatūra yra 100-120 ℃, o srutų įleidimo slėgis yra 40-60.
Pirmiau minėti granuliavimo milteliai dedami į cementinio karbido formą, kad būtų presuojama, kad būtų gautas žalias korpusas. Presavimo metodas yra dvikryptis slėgis, o staklių slėgio tonažas yra 150-200 tonų.
Presuotas žalias korpusas dedamas į džiovinimo krosnį, kad išdžiovintų ir sukietėtų, kad gautų gerą žalio korpuso tvirtumą.
Aukščiau išgydytas žalias kūnas dedamas į agrafito tiglisir išdėstyti glaudžiai ir tvarkingai, o tada grafito tiglis su žaliu korpusu dedamas į aukštos temperatūros vakuuminę sukepinimo krosnį, kad būtų galima išdegti. Degimo temperatūra yra 2200-2250 ℃, o izoliacijos laikas yra 1-2 valandos. Galiausiai gaunama didelio našumo beslėgė sukepinta silicio karbido keramika.
Kietafazis sukepinimas
Beslėgį silicio karbido sukepinimo procesą galima suskirstyti į kietosios fazės sukepinimą ir skystosios fazės sukepinimą. Skystosios fazės sukepinimo metu reikia pridėti sukepinimo priedų, pvz., Y2O3 dvejetainių ir trijų komponentų priedų, kad SiC ir jo sudėtinės medžiagos sukepintų skystoje fazėje ir sutankėtų žemesnėje temperatūroje. Kietosios fazės sukepintos silicio karbido keramikos paruošimo būdas apima žaliavų maišymą, purškiamąjį granuliavimą, liejimą ir vakuuminį sukepinimą. Konkretus gamybos procesas yra toks:
70-90% submikroninio α silicio karbido (200-500 nm), 0,1-5% boro karbido, 4-20% dervos ir 5-20% organinio rišiklio supilama į maišytuvą ir įpilama gryno vandens šlapiam. maišymas. Po 6-48 valandų sumaišytos srutos perpilamos per 60-120 akučių sietą;
Išsijota suspensija yra purškiama per purškimo granuliavimo bokštą. Purškimo granuliavimo bokšto įleidimo temperatūra yra 180-260 ℃, o išleidimo temperatūra - 60-120 ℃; granuliuotos medžiagos tūrinis tankis yra 0,85–0,92 g/cm3, takumas – 8–11 s/30 g; granuliuota medžiaga sijojama per 60-120 akių sietą, kad būtų galima naudoti vėliau;
Pasirinkite formą pagal norimą gaminio formą, įdėkite granuliuotą medžiagą į formos ertmę ir atlikite kambario temperatūros presavimą esant 50-200 MPa slėgiui, kad gautumėte žalią korpusą; arba sudėti žalią korpusą po presavimo į izostatinį presavimo įrenginį, atlikti izostatinį presavimą esant 200-300 MPa slėgiui ir gauti žalią korpusą po antrinio presavimo;
Pirmiau minėtuose etapuose paruoštą žalią korpusą įdėkite į vakuuminio sukepinimo krosnį, kad sukeptumėte, o tinkama yra baigta neperšaunama silicio karbido keramika; pirmiau minėtame sukepinimo procese pirmiausia ištuštinkite sukepinimo krosnį, o vakuumo laipsniui pasiekus 3-5 × 10-2 Po Pa, inertinės dujos patenka į sukepinimo krosnį iki normalaus slėgio ir kaitinamos. Ryšys tarp šildymo temperatūros ir laiko yra: kambario temperatūra iki 800 ℃, 5-8 valandos, šilumos išsaugojimas 0,5-1 val., nuo 800 ℃ iki 2000-2300 ℃, 6-9 valandos, šilumos išsaugojimas 1-2 valandas, o po to atvėsinamas krosnyje ir nuleidžiamas iki kambario temperatūros.
Normaliu slėgiu sukepinto silicio karbido mikrostruktūra ir grūdelių riba
Trumpai tariant, keramika, pagaminta karšto presavimo sukepinimo būdu, pasižymi geresnėmis savybėmis, tačiau taip pat labai padidėja gamybos sąnaudos; beslėgio sukepinimo būdu paruošta keramika turi aukštesnius žaliavų reikalavimus, aukštą sukepinimo temperatūrą, didelius gaminio dydžio pokyčius, sudėtingą procesą ir žemą našumą; keramikos gaminiai, pagaminti reakcijos sukepinimo procese, turi didelį tankį, geras antibalistines savybes ir palyginti mažas paruošimo išlaidas. Įvairūs silicio karbido keramikos sukepinimo paruošimo procesai turi savų privalumų ir trūkumų, o pritaikymo scenarijai taip pat skirsis. Tai geriausia politika pasirinkti tinkamą paruošimo būdą pagal gaminį ir rasti pusiausvyrą tarp mažos kainos ir didelio našumo.
Paskelbimo laikas: 2024-10-29