റിയാക്ഷൻ സിൻ്ററിംഗും മർദ്ദമില്ലാത്ത സിൻ്ററിംഗും സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക് തയ്യാറാക്കൽ പ്രക്രിയ

പ്രതികരണ സിൻ്ററിംഗ്

പ്രതികരണം സിൻ്ററിംഗ്സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്ഉൽപ്പാദന പ്രക്രിയയിൽ സെറാമിക് കോംപാക്റ്റിംഗ്, സിൻ്ററിംഗ് ഫ്ലക്സ് ഇൻഫിൽട്രേഷൻ ഏജൻ്റ് കോംപാക്റ്റിംഗ്, റിയാക്ഷൻ സിൻ്ററിംഗ് സെറാമിക് ഉൽപ്പന്നം തയ്യാറാക്കൽ, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് വുഡ് സെറാമിക് തയ്യാറാക്കൽ, മറ്റ് ഘട്ടങ്ങൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.

റിയാക്ഷൻ സിൻ്ററിംഗ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് നോസൽ

ആദ്യം, സെറാമിക് പൊടിയുടെ 80-90% (ഒന്നോ രണ്ടോ പൊടികൾ ചേർന്നതാണ്സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൊടികൂടാതെ ബോറോൺ കാർബൈഡ് പൗഡർ), 3-15% കാർബൺ സോഴ്‌സ് പൗഡറും (ഒന്നോ രണ്ടോ കാർബൺ ബ്ലാക്ക്, ഫിനോളിക് റെസിൻ എന്നിവ ചേർന്നതാണ്) കൂടാതെ 5-15% മോൾഡിംഗ് ഏജൻ്റും (ഫിനോളിക് റെസിൻ, പോളിയെത്തിലീൻ ഗ്ലൈക്കോൾ, ഹൈഡ്രോക്‌സിമെതൈൽ സെല്ലുലോസ് അല്ലെങ്കിൽ പാരഫിൻ) തുല്യമായി കലർത്തിയിരിക്കുന്നു. ഒരു മിക്സഡ് പൊടി ലഭിക്കാൻ ഒരു ബോൾ മിൽ ഉപയോഗിച്ച്, അത് സ്പ്രേ ഉണക്കി ഗ്രാനേറ്റഡ്, തുടർന്ന് അമർത്തുക വിവിധ പ്രത്യേക ആകൃതികളുള്ള ഒരു സെറാമിക് കോംപാക്റ്റ് ലഭിക്കാൻ ഒരു അച്ചിൽ.
രണ്ടാമതായി, 60-80% സിലിക്കൺ പൗഡർ, 3-10% സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പൗഡർ, 37-10% ബോറോൺ നൈട്രൈഡ് പൗഡർ എന്നിവ തുല്യമായി കലർത്തി, ഒരു സിൻ്ററിംഗ് ഫ്ലക്സ് ഇൻഫിൽട്രേഷൻ ഏജൻ്റ് കോംപാക്ട് ലഭിക്കുന്നതിന് ഒരു അച്ചിൽ അമർത്തി.
സെറാമിക് കോംപാക്റ്റും സിൻ്റർ ചെയ്‌ത ഇൻഫിൽട്രൻ്റ് കോംപാക്‌റ്റും ഒരുമിച്ച് അടുക്കി, 5×10-1 Pa-ൽ കുറയാത്ത വാക്വം ഡിഗ്രി ഉള്ള ഒരു വാക്വം ഫർണസിൽ താപനില 1450-1750℃ ആയി ഉയർത്തുകയും 1-3 വരെ ചൂട് സംരക്ഷിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഒരു പ്രതികരണ സിൻ്റർ ചെയ്ത സെറാമിക് ഉൽപ്പന്നം ലഭിക്കാൻ മണിക്കൂറുകൾ. സാന്ദ്രമായ സെറാമിക് ഷീറ്റ് ലഭിക്കുന്നതിന് ടാപ്പുചെയ്യുന്നതിലൂടെ സിൻ്റർ ചെയ്ത സെറാമിക് ഉപരിതലത്തിൽ നുഴഞ്ഞുകയറുന്ന അവശിഷ്ടങ്ങൾ നീക്കംചെയ്യുന്നു, ഒപ്പം കോംപാക്റ്റിൻ്റെ യഥാർത്ഥ രൂപം നിലനിർത്തുന്നു.
അവസാനമായി, പ്രതികരണ സിൻ്ററിംഗ് പ്രക്രിയ സ്വീകരിക്കുന്നു, അതായത്, ഉയർന്ന താപനിലയിൽ പ്രതിപ്രവർത്തന പ്രവർത്തനമുള്ള ലിക്വിഡ് സിലിക്കൺ അല്ലെങ്കിൽ സിലിക്കൺ അലോയ് കാപ്പിലറി ഫോഴ്‌സിൻ്റെ പ്രവർത്തനത്തിൽ കാർബൺ അടങ്ങിയ പോറസ് സെറാമിക് ബ്ലാങ്കിലേക്ക് നുഴഞ്ഞുകയറുകയും അതിലെ കാർബണുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. വോളിയത്തിൽ വികസിക്കും, ശേഷിക്കുന്ന സുഷിരങ്ങൾ മൂലക സിലിക്കൺ കൊണ്ട് നിറയും. പോറസ് സെറാമിക് ബ്ലാങ്ക് ശുദ്ധമായ കാർബൺ അല്ലെങ്കിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്/കാർബൺ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സംയോജിത മെറ്റീരിയൽ ആകാം. ആദ്യത്തേത് ഒരു ഓർഗാനിക് റെസിൻ, സുഷിരങ്ങൾ, ലായകങ്ങൾ എന്നിവയെ ഉത്തേജകമായി ക്യൂറിംഗ് ചെയ്ത് പൈറോലൈസ് ചെയ്താണ് ലഭിക്കുന്നത്. സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്/കാർബൺ അധിഷ്‌ഠിത സംയോജിത വസ്തുക്കൾ ലഭിക്കുന്നതിന് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് കണികകൾ/റെസിൻ അധിഷ്‌ഠിത സംയോജിത പദാർത്ഥങ്ങൾ പൈറോലൈസ് ചെയ്‌ത് അല്ലെങ്കിൽ α-SiC, കാർബൺ പൗഡർ എന്നിവ പ്രാരംഭ വസ്തുക്കളായി ഉപയോഗിച്ചും മിശ്രിതം ലഭിക്കുന്നതിന് അമർത്തി അല്ലെങ്കിൽ കുത്തിവയ്‌ക്കൽ മോൾഡിംഗ് പ്രക്രിയ ഉപയോഗിച്ചും രണ്ടാമത്തേത് ലഭിക്കും. മെറ്റീരിയൽ.

സമ്മർദ്ദമില്ലാത്ത സിൻ്ററിംഗ്

സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൻ്റെ സമ്മർദ്ദരഹിതമായ സിൻ്ററിംഗ് പ്രക്രിയയെ സോളിഡ്-ഫേസ് സിൻ്ററിംഗ്, ലിക്വിഡ്-ഫേസ് സിൻ്ററിംഗ് എന്നിങ്ങനെ വിഭജിക്കാം. സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, ഗവേഷണംസിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സ്സ്വദേശത്തും വിദേശത്തും പ്രധാനമായും ലിക്വിഡ്-ഫേസ് സിൻ്ററിംഗിലാണ് ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നത്. സെറാമിക് തയ്യാറാക്കൽ പ്രക്രിയ ഇതാണ്: മിക്സഡ് മെറ്റീരിയൽ ബോൾ മില്ലിംഗ്–>സ്പ്രേ ഗ്രാനുലേഷൻ–>ഡ്രൈ പ്രസ്സിംഗ്–>ഗ്രീൻ ബോഡി സോളിഡിഫിക്കേഷൻ–>വാക്വം സിൻ്ററിംഗ്.

മർദ്ദം ഇല്ലാത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ

സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് അൾട്രാഫൈൻ പൗഡറിൻ്റെ 96-99 ഭാഗങ്ങൾ (50-500nm), ബോറോൺ കാർബൈഡ് അൾട്രാഫൈൻ പൗഡറിൻ്റെ 1-2 ഭാഗങ്ങൾ (50-500nm), നാനോ-ടൈറ്റാനിയം ബോറൈഡിൻ്റെ 0.2-1 ഭാഗങ്ങൾ (30-80nm), 10-20 ഭാഗങ്ങൾ ചേർക്കുക. വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്ന ഫിനോളിക് റെസിൻ, 0.1-0.5 ഭാഗങ്ങൾ 24 മണിക്കൂർ ബോൾ മില്ലിംഗിനും മിക്‌സിംഗിനുമായി ഉയർന്ന ദക്ഷതയുള്ള ഡിസ്‌പേഴ്‌സൻ്റ്, സ്ലറിയിലെ കുമിളകൾ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി മിക്‌സ്ഡ് സ്ലറി ഒരു മിക്‌സിംഗ് ബാരലിൽ ഇടുക.
മുകളിലെ മിശ്രിതം ഗ്രാനുലേഷൻ ടവറിൽ തളിച്ചു, സ്പ്രേ മർദ്ദം, എയർ ഇൻലെറ്റ് താപനില, എയർ ഔട്ട്ലെറ്റ് താപനില, സ്പ്രേ ഷീറ്റ് കണികാ വലിപ്പം എന്നിവ നിയന്ത്രിച്ച് നല്ല കണികാ രൂപഘടന, നല്ല ദ്രാവകം, ഇടുങ്ങിയ കണികാ വിതരണ പരിധി, മിതമായ ഈർപ്പം എന്നിവയുള്ള ഗ്രാനുലേഷൻ പൊടി ലഭിക്കും. അപകേന്ദ്ര ആവൃത്തി പരിവർത്തനം 26-32 ആണ്, എയർ ഇൻലെറ്റ് താപനില 250-280 ° ആണ്, എയർ ഔട്ട്ലെറ്റ് താപനില 100-120 ° ആണ്, സ്ലറി ഇൻലെറ്റ് മർദ്ദം 40-60 ആണ്.
മുകളിൽ പറഞ്ഞ ഗ്രാനുലേഷൻ പൗഡർ ഒരു സിമൻ്റ് കാർബൈഡ് മോൾഡിൽ അമർത്തി ഒരു പച്ച ശരീരം ലഭിക്കുന്നതിന് വേണ്ടി സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു. അമർത്തുന്ന രീതി ദ്വിദിശ മർദ്ദമാണ്, മെഷീൻ ടൂൾ മർദ്ദം ടൺ 150-200 ടൺ ആണ്.
അമർത്തിപ്പിടിച്ച പച്ച ശരീരം നല്ല പച്ചനിറത്തിലുള്ള ശരീരശക്തിയുള്ള പച്ചനിറത്തിലുള്ള ശരീരം ലഭിക്കാൻ ഉണക്കി ഉണക്കുന്ന അടുപ്പിൽ വയ്ക്കുന്നു.
മുകളിൽ സുഖപ്പെടുത്തിയ പച്ച ശരീരം എഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രൂസിബിൾഅടുത്തും ഭംഗിയായും ക്രമീകരിച്ചു, തുടർന്ന് ഗ്രാഫൈറ്റ് ക്രൂസിബിൾ ഗ്രീൻ ബോഡി ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള വാക്വം സിൻ്ററിംഗ് ചൂളയിൽ വെടിവയ്ക്കാൻ സ്ഥാപിക്കുന്നു. ഫയറിംഗ് താപനില 2200-2250℃ ആണ്, ഇൻസുലേഷൻ സമയം 1-2 മണിക്കൂറാണ്. അവസാനമായി, ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള സമ്മർദ്ദമില്ലാത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സ് ലഭിക്കും.

സോളിഡ്-ഫേസ് സിൻ്ററിംഗ്

സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൻ്റെ സമ്മർദ്ദരഹിതമായ സിൻ്ററിംഗ് പ്രക്രിയയെ സോളിഡ്-ഫേസ് സിൻ്ററിംഗ്, ലിക്വിഡ്-ഫേസ് സിൻ്ററിംഗ് എന്നിങ്ങനെ വിഭജിക്കാം. Liquid-phase sintering-ന് SiC-ഉം അതിൻ്റെ സംയോജിത പദാർത്ഥങ്ങളും ദ്രാവക-ഘട്ട സിൻ്ററിംഗ് അവതരിപ്പിക്കുന്നതിനും കുറഞ്ഞ താപനിലയിൽ സാന്ദ്രത കൈവരിക്കുന്നതിനും Y2O3 ബൈനറി, ടെർണറി അഡിറ്റീവുകൾ പോലുള്ള സിൻ്ററിംഗ് അഡിറ്റീവുകൾ ചേർക്കേണ്ടതുണ്ട്. സോളിഡ്-ഫേസ് സിൻ്റർ ചെയ്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സിൻ്റെ തയ്യാറാക്കൽ രീതി അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ മിശ്രിതം, സ്പ്രേ ഗ്രാനുലേഷൻ, മോൾഡിംഗ്, വാക്വം സിൻ്ററിംഗ് എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു. നിർദ്ദിഷ്ട ഉൽപാദന പ്രക്രിയ ഇപ്രകാരമാണ്:
സബ്‌മൈക്രോൺ α സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൻ്റെ 70-90% (200-500nm), ബോറോൺ കാർബൈഡിൻ്റെ 0.1-5%, റെസിൻ 4-20%, ഓർഗാനിക് ബൈൻഡറിൻ്റെ 5-20% എന്നിവ ഒരു മിക്സറിൽ വയ്ക്കുകയും നനവുള്ള ശുദ്ധജലത്തിൽ ചേർക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. മിക്സിംഗ്. 6-48 മണിക്കൂറിന് ശേഷം, മിശ്രിതമായ സ്ലറി 60-120 മെഷ് അരിപ്പയിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നു;
അരിച്ചെടുത്ത സ്ലറി ഒരു സ്പ്രേ ഗ്രാനുലേഷൻ ടവറിലൂടെ സ്പ്രേ ഗ്രാനുലേറ്റ് ചെയ്യുന്നു. സ്പ്രേ ഗ്രാനുലേഷൻ ടവറിൻ്റെ ഇൻലെറ്റ് താപനില 180-260℃ ആണ്, ഔട്ട്ലെറ്റ് താപനില 60-120 ° ആണ്; ഗ്രാനേറ്റഡ് മെറ്റീരിയലിൻ്റെ ബൾക്ക് ഡെൻസിറ്റി 0.85-0.92g/cm3 ആണ്, ദ്രവ്യത 8-11s/30g ആണ്; ഗ്രാനേറ്റഡ് മെറ്റീരിയൽ പിന്നീടുള്ള ഉപയോഗത്തിനായി 60-120 മെഷ് അരിപ്പയിലൂടെ അരിച്ചെടുക്കുന്നു;
ആവശ്യമുള്ള ഉൽപ്പന്നത്തിൻ്റെ ആകൃതി അനുസരിച്ച് ഒരു പൂപ്പൽ തിരഞ്ഞെടുക്കുക, ഗ്രാനേറ്റഡ് മെറ്റീരിയൽ പൂപ്പൽ അറയിലേക്ക് ലോഡ് ചെയ്യുക, കൂടാതെ 50-200MPa സമ്മർദ്ദത്തിൽ റൂം ടെമ്പറേച്ചർ കംപ്രഷൻ മോൾഡിംഗ് നടത്തുകയും ഒരു പച്ച ശരീരം ലഭിക്കുന്നതിന്; അല്ലെങ്കിൽ കംപ്രഷൻ മോൾഡിംഗിന് ശേഷം ഗ്രീൻ ബോഡി ഒരു ഐസോസ്റ്റാറ്റിക് അമർത്തൽ ഉപകരണത്തിലേക്ക് സ്ഥാപിക്കുക, 200-300 എംപിഎ സമ്മർദ്ദത്തിൽ ഐസോസ്റ്റാറ്റിക് അമർത്തുക, ദ്വിതീയ അമർത്തലിന് ശേഷം ഒരു ഗ്രീൻ ബോഡി നേടുക;
മേൽപ്പറഞ്ഞ ഘട്ടങ്ങളിൽ തയ്യാറാക്കിയ ഗ്രീൻ ബോഡി സിൻ്ററിംഗിനായി ഒരു വാക്വം സിൻ്ററിംഗ് ഫർണസിലേക്ക് ഇടുക, യോഗ്യതയുള്ളത് പൂർത്തിയായ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ബുള്ളറ്റ് പ്രൂഫ് സെറാമിക് ആണ്; മേൽപ്പറഞ്ഞ സിൻ്ററിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ, ആദ്യം സിൻ്ററിംഗ് ഫർണസ് ഒഴിപ്പിക്കുക, കൂടാതെ വാക്വം ഡിഗ്രി 3-5×10-2 വരെ എത്തുമ്പോൾ, നിഷ്ക്രിയ വാതകം സിൻ്ററിംഗ് ഫർണസിലേക്ക് സാധാരണ മർദ്ദത്തിലേക്ക് കടത്തിവിടുകയും പിന്നീട് ചൂടാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ചൂടാക്കൽ താപനിലയും സമയവും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം ഇതാണ്: മുറിയിലെ താപനില 800 °, 5-8 മണിക്കൂർ, 0.5-1 മണിക്കൂർ താപ സംരക്ഷണം, 800 ° മുതൽ 2000-2300 ° വരെ, 6-9 മണിക്കൂർ, 1 മുതൽ 2 മണിക്കൂർ വരെ ചൂട് സംരക്ഷണം, തുടർന്ന് ചൂള ഉപയോഗിച്ച് തണുപ്പിക്കുകയും ഊഷ്മാവിൽ താഴുകയും ചെയ്തു.

സാധാരണ മർദ്ദത്തിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡിൻ്റെ സൂക്ഷ്മഘടനയും ധാന്യ അതിർത്തിയും

ചുരുക്കത്തിൽ, ഹോട്ട് പ്രസ്സിംഗ് സിൻ്ററിംഗ് പ്രക്രിയയിലൂടെ നിർമ്മിക്കുന്ന സെറാമിക്സിന് മികച്ച പ്രകടനമുണ്ട്, എന്നാൽ ഉൽപ്പാദനച്ചെലവും വളരെയധികം വർദ്ധിക്കുന്നു; മർദ്ദമില്ലാത്ത സിൻ്ററിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് തയ്യാറാക്കിയ സെറാമിക്സിന് ഉയർന്ന അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ ആവശ്യകത, ഉയർന്ന സിൻ്ററിംഗ് താപനില, വലിയ ഉൽപ്പന്ന വലുപ്പത്തിലുള്ള മാറ്റങ്ങൾ, സങ്കീർണ്ണമായ പ്രക്രിയ, കുറഞ്ഞ പ്രകടനം എന്നിവയുണ്ട്; റിയാക്ഷൻ സിൻ്ററിംഗ് പ്രക്രിയയിലൂടെ നിർമ്മിക്കുന്ന സെറാമിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾക്ക് ഉയർന്ന സാന്ദ്രത, നല്ല ബാലിസ്റ്റിക് വിരുദ്ധ പ്രകടനം, താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ തയ്യാറെടുപ്പ് ചെലവ് എന്നിവയുണ്ട്. സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സിൻ്റെ വിവിധ സിൻ്ററിംഗ് തയ്യാറാക്കൽ പ്രക്രിയകൾക്ക് അവരുടേതായ ഗുണങ്ങളും ദോഷങ്ങളുമുണ്ട്, കൂടാതെ ആപ്ലിക്കേഷൻ സാഹചര്യങ്ങളും വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും. ഉൽപ്പന്നത്തിനനുസരിച്ച് ശരിയായ തയ്യാറെടുപ്പ് രീതി തിരഞ്ഞെടുക്കുന്നതും കുറഞ്ഞ ചെലവും ഉയർന്ന പ്രകടനവും തമ്മിലുള്ള സന്തുലിതാവസ്ഥ കണ്ടെത്തുന്നതും മികച്ച നയമാണ്.