Reakcijas saķepināšana
Reakcijas saķepināšanasilīcija karbīda keramikaražošanas process ietver keramikas blīvēšanu, saķepināšanas plūsmas infiltrācijas aģenta blīvēšanu, reakcijas saķepināšanas keramikas izstrādājumu sagatavošanu, silīcija karbīda koksnes keramikas sagatavošanu un citus posmus.
Reakcijas saķepināšanas silīcija karbīda uzgalis
Pirmkārt, 80-90% keramikas pulvera (sastāv no viena vai diviem pulveriem nosilīcija karbīda pulverisun bora karbīda pulveris), 3-15% oglekļa avota pulvera (sastāv no viena vai diviem oglekļa un fenola sveķiem) un 5-15% formēšanas līdzekļa (fenola sveķi, polietilēnglikols, hidroksimetilceluloze vai parafīns) tiek vienmērīgi sajaukti. izmantojot lodīšu dzirnavas, lai iegūtu jauktu pulveri, ko izsmidzina un granulē, un pēc tam presē veidnē, lai iegūtu dažādu specifisku formu keramikas kompaktu.
Otrkārt, 60-80% silīcija pulvera, 3-10% silīcija karbīda pulvera un 37-10% bora nitrīda pulvera tiek vienmērīgi sajaukti un presēti veidnē, lai iegūtu saķepināšanas plūsmas infiltrācijas aģenta kompaktu.
Pēc tam keramikas kompaktais un saķepinātais infiltrācijas kompaktais tiek sakrauts kopā, un temperatūra tiek paaugstināta līdz 1450-1750 ℃ vakuuma krāsnī ar vakuuma pakāpi, kas nav mazāka par 5 × 10-1 Pa saķepināšanai un siltuma saglabāšanai 1-3 stundas, lai iegūtu reakcijas saķepinātu keramikas izstrādājumu. Infiltranta atlikumi uz saķepinātās keramikas virsmas tiek noņemti, piesitot, lai iegūtu blīvu keramikas loksni, un tiek saglabāta sākotnējā kompaktā forma.
Visbeidzot, tiek pieņemts reakcijas saķepināšanas process, tas ir, šķidrais silīcijs vai silīcija sakausējums ar reakcijas aktivitāti augstā temperatūrā kapilārā spēka ietekmē iefiltrējas porainā keramikas sagatavē, kas satur oglekli, un reaģē ar tajā esošo oglekli, veidojot silīcija karbīdu, kas paplašināsies apjomā, un atlikušās poras ir piepildītas ar elementāru silīciju. Porainā keramikas sagatave var būt tīra oglekļa vai silīcija karbīda/oglekļa kompozītmateriāls. Pirmo iegūst, katalītiski konservējot un pirolizējot organiskos sveķus, poru veidotājus un šķīdinātājus. Pēdējo iegūst, pirolizējot silīcija karbīda daļiņas/kompozītmateriālus uz sveķu bāzes, lai iegūtu kompozītmateriālus uz silīcija karbīda/oglekļa bāzes, vai izmantojot α-SiC un oglekļa pulveri kā izejmateriālu un izmantojot presēšanas vai iesmidzināšanas procesu, lai iegūtu kompozītu. materiāls.
Bezspiediena saķepināšana
Silīcija karbīda bezspiediena saķepināšanas procesu var iedalīt cietās fāzes saķepināšanas un šķidrās fāzes saķepināšanas procesā. Pēdējos gados veikti pētījumi parsilīcija karbīda keramikamājās un ārzemēs galvenokārt ir vērsta uz šķidrās fāzes saķepināšanu. Keramikas sagatavošanas process ir: jaukta materiāla lodīšu frēzēšana->smidzināšana-granulēšana->sausā presēšana->zaļās ķermeņa sacietēšana->vakuuma saķepināšana.
Bezspiediena saķepināta silīcija karbīda izstrādājumi
Pievienojiet 96–99 daļas silīcija karbīda īpaši smalka pulvera (50–500 nm), 1–2 daļas bora karbīda īpaši smalka pulvera (50–500 nm), 0,2–1 daļas nano-titāna borīda (30–80 nm), 10–20 daļas. ūdenī šķīstošo fenola sveķu un 0,1-0,5 daļas augstas efektivitātes disperģētāja lodīšu dzirnavās lodīšu malšanai un maisīšanai 24 stundas, un sajaukto suspensiju ievieto maisītāja mucā, lai 2 stundas maisītu, lai suspensijā noņemtu burbuļus. .
Iepriekš minēto maisījumu izsmidzina granulēšanas tornī, un granulēšanas pulveri ar labu daļiņu morfoloģiju, labu plūstamību, šauru daļiņu sadalījuma diapazonu un mērenu mitrumu iegūst, kontrolējot izsmidzināšanas spiedienu, gaisa ieplūdes temperatūru, gaisa izplūdes temperatūru un izsmidzināšanas loksnes daļiņu izmēru. Centrbēdzes frekvences pārveidošana ir 26-32, gaisa ieplūdes temperatūra ir 250-280 ℃, gaisa izplūdes temperatūra ir 100-120 ℃, un vircas ieplūdes spiediens ir 40-60.
Iepriekš minēto granulēšanas pulveri ievieto cementēta karbīda veidnē presēšanai, lai iegūtu zaļu korpusu. Presēšanas metode ir divvirzienu spiediens, un darbgaldu spiediena tonnāža ir 150-200 tonnas.
Presēto zaļo korpusu ievieto žāvēšanas krāsnī žāvēšanai un konservēšanai, lai iegūtu zaļo korpusu ar labu zaļā korpusa izturību.
Iepriekš izārstēto zaļo ķermeni ievieto agrafīta tīģelisun sakārto cieši un glīti, un tad grafīta tīģeli ar zaļo korpusu ievieto augstas temperatūras vakuuma saķepināšanas krāsnī apdedzināšanai. Apdedzināšanas temperatūra ir 2200-2250 ℃, un izolācijas laiks ir 1-2 stundas. Visbeidzot tiek iegūta augstas veiktspējas bezspiediena saķepināta silīcija karbīda keramika.
Cietfāzes saķepināšana
Silīcija karbīda bezspiediena saķepināšanas procesu var iedalīt cietās fāzes saķepināšanas un šķidrās fāzes saķepināšanas procesā. Šķidrās fāzes saķepināšanai ir jāpievieno saķepināšanas piedevas, piemēram, Y2O3 binārās un trīskāršās piedevas, lai SiC un tā kompozītmateriāli saķepinātu šķidrā fāzē un panāktu blīvēšanu zemākā temperatūrā. Cietās fāzes saķepinātās silīcija karbīda keramikas sagatavošanas metode ietver izejvielu sajaukšanu, granulēšanu ar izsmidzināšanu, formēšanu un vakuuma saķepināšanu. Konkrētais ražošanas process ir šāds:
70-90% submikronu α silīcija karbīda (200-500nm), 0,1-5% bora karbīda, 4-20% sveķu un 5-20% organiskās saistvielas ievieto maisītājā un pievieno tīru ūdeni mitrināšanai. sajaucot. Pēc 6-48 stundām sajaukto vircu izlaiž caur 60-120 acu sietu;
Izsijāto vircu izsmidzina caur aerosola granulēšanas torni. Smidzināšanas granulēšanas torņa ieplūdes temperatūra ir 180-260 ℃, un izplūdes temperatūra ir 60-120 ℃; granulētā materiāla tilpuma blīvums ir 0,85-0,92g/cm3, plūstamība ir 8-11s/30g; granulēto materiālu izsijā caur 60-120 sietu vēlākai lietošanai;
Izvēlieties veidni atbilstoši vēlamajai izstrādājuma formai, ievietojiet granulēto materiālu veidnes dobumā un veiciet kompresijas formēšanu istabas temperatūrā ar spiedienu 50-200 MPa, lai iegūtu zaļu korpusu; vai ievietot zaļo korpusu pēc presformēšanas izostatiskās presēšanas ierīcē, veikt izostatisko presēšanu ar spiedienu 200-300 MPa un iegūt zaļo korpusu pēc sekundārās presēšanas;
Iepriekš minētajās darbībās sagatavoto zaļo korpusu ievietojiet saķepināšanas vakuuma krāsnī, un atbilstošā ir gatavā silīcija karbīda ložu necaurlaidīgā keramika; iepriekš minētajā saķepināšanas procesā vispirms iztukšojiet saķepināšanas krāsni un, kad vakuuma pakāpe sasniedz 3-5 × 10-2 Pēc Pa, inertā gāze tiek novadīta saķepināšanas krāsnī līdz normālam spiedienam un pēc tam uzkarsēta. Sakarība starp sildīšanas temperatūru un laiku ir: istabas temperatūra līdz 800 ℃, 5-8 stundas, siltuma saglabāšana 0,5-1 stunda, no 800 ℃ līdz 2000-2300 ℃, 6-9 stundas, siltuma saglabāšana 1 līdz 2 stundas, un pēc tam atdzesē ar krāsni un pazemināja līdz istabas temperatūrai.
Normālā spiedienā saķepināta silīcija karbīda mikrostruktūra un graudu robeža
Īsāk sakot, keramikai, kas ražota karstās presēšanas saķepināšanas procesā, ir labāka veiktspēja, taču ievērojami palielinās arī ražošanas izmaksas; keramikai, kas sagatavota ar bezspiediena saķepināšanu, ir augstākas izejvielu prasības, augsta saķepināšanas temperatūra, lielas produkta izmēra izmaiņas, sarežģīts process un zema veiktspēja; keramikas izstrādājumiem, kas ražoti reakcijas saķepināšanas procesā, ir augsts blīvums, laba pretbalistiskā veiktspēja un salīdzinoši zemas sagatavošanas izmaksas. Dažādiem silīcija karbīda keramikas saķepināšanas sagatavošanas procesiem ir savas priekšrocības un trūkumi, un arī pielietošanas scenāriji būs atšķirīgi. Labākā politika ir izvēlēties pareizo sagatavošanas metodi atbilstoši produktam un atrast līdzsvaru starp zemām izmaksām un augstu veiktspēju.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 29. oktobris