Pensinteran tindak balas
Pensinteran tindak balasseramik silikon karbidaproses pengeluaran termasuk pemadatan seramik, pemadatan agen penyusupan fluks pensinteran, penyediaan produk seramik pensinteran tindak balas, penyediaan seramik kayu silikon karbida dan langkah-langkah lain.
Pensinteran tindak balas muncung silikon karbida
Pertama, 80-90% serbuk seramik (terdiri daripada satu atau dua serbukserbuk silikon karbidadan serbuk boron karbida), 3-15% serbuk sumber karbon (terdiri daripada satu atau dua resin karbon hitam dan fenolik) dan 5-15% agen pengacuan (resin fenolik, polietilena glikol, selulosa hidroksimetil atau parafin) dicampur sama rata menggunakan kilang bebola untuk mendapatkan serbuk campuran, yang disembur kering dan berbutir, dan kemudian ditekan dalam acuan untuk mendapatkan padat seramik dengan pelbagai bentuk tertentu.
Kedua, serbuk silikon 60-80%, serbuk silikon karbida 3-10% dan serbuk boron nitrida 37-10% dicampur sama rata, dan ditekan dalam acuan untuk mendapatkan padat ejen penyusupan fluks pensinteran.
Padat seramik dan padat penyusupan tersinter kemudian disusun bersama, dan suhu dinaikkan kepada 1450-1750 ℃ dalam relau vakum dengan darjah vakum tidak kurang daripada 5×10-1 Pa untuk pensinteran dan pemeliharaan haba selama 1-3 jam untuk mendapatkan produk seramik tersinter tindak balas. Sisa penyusupan pada permukaan seramik tersinter dikeluarkan dengan mengetuk untuk mendapatkan kepingan seramik padat, dan bentuk asal padat dikekalkan.
Akhirnya, proses pensinteran tindak balas diterima pakai, iaitu silikon cecair atau aloi silikon dengan aktiviti tindak balas pada suhu tinggi menyusup ke dalam kosong seramik berliang yang mengandungi karbon di bawah tindakan daya kapilari, dan bertindak balas dengan karbon di dalamnya untuk membentuk silikon karbida, yang akan mengembang dalam jumlah, dan liang-liang yang tinggal diisi dengan unsur silikon. Kosong seramik berliang boleh menjadi karbon tulen atau silikon karbida/bahan komposit berasaskan karbon. Yang pertama diperoleh dengan pengawetan dan pengpirolisis secara pemangkin resin organik, bekas liang dan pelarut. Yang terakhir ini diperoleh dengan pirolisis zarah silikon karbida/bahan komposit berasaskan resin untuk mendapatkan bahan komposit berasaskan silikon karbida/karbon, atau dengan menggunakan α-SiC dan serbuk karbon sebagai bahan permulaan dan menggunakan proses pengacuan menekan atau suntikan untuk mendapatkan komposit bahan.
Pensinteran tanpa tekanan
Proses pensinteran tanpa tekanan silikon karbida boleh dibahagikan kepada pensinteran fasa pepejal dan pensinteran fasa cecair. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penyelidikan mengenaiseramik silikon karbidadi dalam dan luar negara telah tertumpu terutamanya pada pensinteran fasa cecair. Proses penyediaan seramik ialah: pengilangan bebola bahan campuran–>perincian semburan–>penekanan kering–>pemejalan badan hijau–>pensinteran vakum.
Produk silikon karbida tersinter tanpa tekanan
Tambah 96-99 bahagian serbuk ultrafine silikon karbida (50-500nm), 1-2 bahagian serbuk ultrafine boron karbida (50-500nm), 0.2-1 bahagian nano-titanium boride (30-80nm), 10-20 bahagian resin fenolik larut air, dan 0.1-0.5 bahagian pendispersi berkecekapan tinggi kepada bola kisar untuk mengisar bebola dan mengadun selama 24 jam, dan masukkan buburan campuran ke dalam tong pengadun untuk kacau selama 2 jam untuk mengeluarkan buih dalam buburan.
Campuran di atas disembur ke dalam menara granulasi, dan serbuk granulasi dengan morfologi zarah yang baik, kecairan yang baik, julat pengedaran zarah sempit dan kelembapan sederhana diperoleh dengan mengawal tekanan semburan, suhu masuk udara, suhu keluar udara dan saiz zarah kepingan semburan. Penukaran frekuensi emparan ialah 26-32, suhu salur masuk udara ialah 250-280 ℃, suhu salur keluar udara ialah 100-120 ℃, dan tekanan salur masuk buburan ialah 40-60.
Serbuk granulasi di atas diletakkan dalam acuan karbida bersimen untuk ditekan untuk mendapatkan badan hijau. Kaedah menekan ialah tekanan dua arah, dan tan tekanan alat mesin ialah 150-200 tan.
Badan hijau yang ditekan diletakkan di dalam ketuhar pengeringan untuk pengeringan dan pengawetan untuk mendapatkan jasad hijau dengan kekuatan badan hijau yang baik.
Badan hijau yang telah sembuh di atas diletakkan di dalam apijar grafitdan disusun rapat dan kemas, dan kemudian mangkuk grafit dengan badan hijau diletakkan di dalam relau pensinteran vakum suhu tinggi untuk pembakaran. Suhu penembakan ialah 2200-2250 ℃, dan masa penebat ialah 1-2 jam. Akhirnya, seramik silikon karbida tersinter tanpa tekanan berprestasi tinggi diperolehi.
Pensinteran fasa pepejal
Proses pensinteran tanpa tekanan silikon karbida boleh dibahagikan kepada pensinteran fasa pepejal dan pensinteran fasa cecair. Pensinteran fasa cecair memerlukan penambahan bahan tambah pensinteran, seperti aditif perduaan dan ternari Y2O3, untuk menjadikan SiC dan bahan kompositnya memberikan pensinteran fasa cecair dan mencapai ketumpatan pada suhu yang lebih rendah. Kaedah penyediaan seramik silikon karbida tersinter fasa pepejal termasuk pencampuran bahan mentah, granulasi semburan, pengacuan, dan pensinteran vakum. Proses pengeluaran khusus adalah seperti berikut:
70-90% daripada submikron α silikon karbida (200-500nm), 0.1-5% boron karbida, 4-20% resin, dan 5-20% pengikat organik diletakkan dalam pengadun dan ditambah dengan air tulen untuk basah. pergaulan. Selepas 6-48 jam, buburan campuran disalurkan melalui penapis 60-120 mesh;
Buburan yang diayak disembur berbutir melalui menara granulasi semburan. Suhu masuk menara granulasi semburan ialah 180-260 ℃, dan suhu alur keluar ialah 60-120 ℃; ketumpatan pukal bahan berbutir ialah 0.85-0.92g/cm3, kecairan ialah 8-11s/30g; bahan berbutir diayak melalui ayak 60-120 mesh untuk kegunaan kemudian;
Pilih acuan mengikut bentuk produk yang diingini, muatkan bahan berbutir ke dalam rongga acuan, dan lakukan pengacuan mampatan suhu bilik pada tekanan 50-200MPa untuk mendapatkan badan hijau; atau letakkan badan hijau selepas pengacuan mampatan ke dalam peranti penekan isostatik, lakukan penekanan isostatik pada tekanan 200-300MPa, dan dapatkan badan hijau selepas penekanan sekunder;
Letakkan badan hijau yang disediakan dalam langkah di atas ke dalam relau pensinteran vakum untuk pensinteran, dan yang layak ialah seramik kalis peluru silikon karbida siap; dalam proses pensinteran di atas, mula-mula mengosongkan relau pensinteran, dan apabila tahap vakum mencapai 3-5 × 10-2 Selepas Pa, gas lengai disalurkan ke dalam relau pensinteran kepada tekanan normal dan kemudian dipanaskan. Hubungan antara suhu pemanasan dan masa ialah: suhu bilik hingga 800℃, 5-8 jam, pemeliharaan haba selama 0.5-1 jam, dari 800℃ hingga 2000-2300℃, 6-9 jam, pemeliharaan haba selama 1 hingga 2 jam, dan kemudian disejukkan dengan relau dan dijatuhkan ke suhu bilik.
Struktur mikro dan sempadan butiran silikon karbida disinter pada tekanan normal
Pendek kata, seramik yang dihasilkan melalui proses pensinteran menekan panas mempunyai prestasi yang lebih baik, tetapi kos pengeluaran juga meningkat dengan ketara; seramik yang disediakan oleh pensinteran tanpa tekanan mempunyai keperluan bahan mentah yang lebih tinggi, suhu pensinteran yang tinggi, perubahan saiz produk yang besar, proses yang kompleks dan prestasi rendah; Produk seramik yang dihasilkan melalui proses pensinteran tindak balas mempunyai ketumpatan tinggi, prestasi anti-balistik yang baik, dan kos penyediaan yang agak rendah. Pelbagai proses penyediaan pensinteran seramik silikon karbida mempunyai kelebihan dan kekurangan mereka sendiri, dan senario aplikasi juga akan berbeza. Ia adalah dasar terbaik untuk memilih kaedah penyediaan yang betul mengikut produk dan mencari keseimbangan antara kos rendah dan prestasi tinggi.
Masa siaran: 29-Okt-2024