Mchakato wa utayarishaji wa kauri ya silicon CARBIDE isiyo na shinikizo

Mwitikio sintering

majibu sinteringkauri ya silicon carbudimchakato wa uzalishaji ni pamoja na kauri compacting, sintering flux infiltration wakala compacting, majibu sintering kauri maandalizi ya bidhaa, silicon CARBIDE kuni maandalizi kauri na hatua nyingine.

Rection sintering silicon CARBIDE nozzle

Kwanza, 80-90% ya poda ya kauri (inayojumuisha poda moja au mbili zapoda ya siliconna poda ya kaboni ya boroni), 3-15% ya poda ya chanzo cha kaboni (inayojumuisha moja au mbili za kaboni nyeusi na resini ya phenolic) na 5-15% ya wakala wa ukingo (resin phenolic, polyethilini glikoli, selulosi ya hydroxymethyl au parafini) huchanganywa kwa usawa. kwa kutumia kinu cha mpira kupata unga uliochanganywa, ambao hukaushwa na kuchujwa, na kisha kushinikizwa kwenye ukungu ili kupata kompakt ya kauri na anuwai anuwai. maumbo.
Pili, 60-80% ya poda ya silicon, 3-10% ya poda ya silicon ya kaboni na 37-10% ya unga wa nitridi boroni huchanganywa sawasawa, na kushinikizwa kwenye ukungu ili kupata wakala wa kupenyeza wa sintering.
Kiunga cha kauri na kipenyo cha sintered huwekwa pamoja, na halijoto hupandishwa hadi 1450-1750℃ katika tanuru ya utupu yenye kiwango cha utupu kisichopungua 5×10-1 Pa kwa kuchemka na kuhifadhi joto kwa 1-3. masaa kupata majibu sintered kauri bidhaa. Mabaki ya infiltrant juu ya uso wa kauri sintered ni kuondolewa kwa kugonga ili kupata karatasi dense kauri, na sura ya awali ya compact ni iimarishwe.
Hatimaye, mchakato wa uchomaji wa majibu hupitishwa, yaani, silikoni ya kioevu au aloi ya silikoni yenye shughuli ya mmenyuko kwa joto la juu hupenya ndani ya tupu ya kauri ya porous iliyo na kaboni chini ya hatua ya nguvu ya kapilari, na humenyuka pamoja na kaboni ndani yake kuunda silicon carbide, ambayo. itapanua kwa kiasi, na pores iliyobaki imejaa silicon ya msingi. Utupu wa kauri ya vinyweleo unaweza kuwa kaboni tupu au silicon carbudi/nyenzo yenye mchanganyiko wa kaboni. Ya kwanza hupatikana kwa kuponya kichocheo na pyrolyzing resin ya kikaboni, pore ya zamani na kutengenezea. Mwisho huo unapatikana kwa pyrolyzing chembe za silicon carbide/vifaa vya utunzi vinavyotokana na resin kupata silicon carbudi/carbon-based composite vifaa, au kwa kutumia α-SiC na poda ya kaboni kama nyenzo za kuanzia na kutumia ukandamizaji au mchakato wa kutengeneza sindano kupata mchanganyiko. nyenzo.

Kuimba bila shinikizo

Mchakato wa sintering usio na shinikizo wa silicon carbudi inaweza kugawanywa katika sintering ya awamu ya imara na sintering ya awamu ya kioevu. Katika miaka ya hivi karibuni, utafiti juu yakauri za siliconnyumbani na nje ya nchi imezingatia zaidi uchezaji wa awamu ya kioevu. Mchakato wa utayarishaji wa kauri ni: kusaga vifaa vya mchanganyiko–>nyunyuzia ya dawa–>ukandamizaji kavu–>uimarishaji wa mwili wa kijani–>uwekaji wa utupu.

Bidhaa za carbudi za silicon zisizo na shinikizo

Ongeza sehemu 96-99 za poda ya silicon carbide ultrafine (50-500nm), sehemu 1-2 za unga wa boroni carbide ultrafine (50-500nm), sehemu 0.2-1 za nano-titanium boride (30-80nm), sehemu 10-20 ya resini ya phenolic mumunyifu katika maji, na sehemu 0.1-0.5 za ufanisi wa juu dispersants kwa kinu mpira kwa ajili ya kusaga mpira na kuchanganya kwa masaa 24, na kuweka tope mchanganyiko katika pipa kuchanganya kwa ajili ya kuchochea kwa saa 2 ili kuondoa Bubbles katika tope chujio.
Mchanganyiko hapo juu hunyunyizwa ndani ya mnara wa chembechembe, na unga wa chembechembe wenye mofolojia nzuri ya chembe, umiminiko mzuri, safu nyembamba ya usambazaji wa chembe na unyevu wa wastani hupatikana kwa kudhibiti shinikizo la kunyunyizia, joto la uingizaji hewa, joto la hewa ya hewa na ukubwa wa chembe ya karatasi. Ubadilishaji wa masafa ya centrifugal ni 26-32, halijoto ya ingizo la hewa ni 250-280℃, halijoto ya pato la hewa ni 100-120℃, na shinikizo la ingizo tope ni 40-60.
Poda ya chembechembe iliyo hapo juu huwekwa kwenye ukungu wa carbudi iliyoimarishwa kwa kushinikiza kupata mwili wa kijani kibichi. Njia ya kushinikiza ni shinikizo la pande mbili, na tani ya shinikizo la chombo cha mashine ni tani 150-200.
Mwili wa kijani ulioshinikizwa huwekwa kwenye tanuri ya kukausha kwa kukausha na kuponya ili kupata mwili wa kijani na nguvu nzuri ya mwili wa kijani.
Mwili wa kijani ulioponywa hapo juu umewekwa kwenye acrucible ya grafitina kupangwa kwa karibu na kwa uzuri, na kisha crucible ya grafiti yenye mwili wa kijani huwekwa kwenye tanuru ya joto ya juu ya utupu wa sintering kwa ajili ya kurusha. Joto la kurusha ni 2200-2250 ℃, na wakati wa insulation ni masaa 1-2. Hatimaye, keramik ya carbudi ya silicon isiyo na shinikizo ya juu ya utendaji hupatikana.

Imara-awamu sintering

Mchakato wa sintering usio na shinikizo wa silicon carbudi inaweza kugawanywa katika sintering ya awamu ya imara na sintering ya awamu ya kioevu. Uingizaji wa awamu ya kioevu unahitaji kuongezwa kwa viungio vya kunyunyuzia, kama vile viungio vya jozi vya Y2O3 na viungio vya ternary, ili kufanya SiC na nyenzo zake za mchanganyiko ziwasilishe uchezaji wa awamu ya kioevu na kufikia msongamano kwa joto la chini. Mbinu ya utayarishaji wa keramik ya kaboni ya silicon ya awamu ya sintered ni pamoja na kuchanganya malighafi, chembechembe za dawa, ukingo, na uwekaji wa utupu. Mchakato maalum wa uzalishaji ni kama ifuatavyo:
70-90% ya submicron α silicon carbide (200-500nm), 0.1-5% ya boroni carbudi, 4-20% ya resini, na 5-20% ya binder hai huwekwa kwenye mchanganyiko na kuongezwa kwa maji safi kwa mvua. kuchanganya. Baada ya masaa 6-48, slurry iliyochanganywa hupitishwa kupitia ungo wa mesh 60-120;
tope sieved ni dawa chembechembe kwa njia ya mnara dawa granulation. Joto la kuingilia la mnara wa chembechembe za dawa ni 180-260 ℃, na joto la pato ni 60-120 ℃; wiani wa wingi wa nyenzo za granulated ni 0.85-0.92g/cm3, fluidity ni 8-11s/30g; nyenzo za granulated huchujwa kupitia ungo wa mesh 60-120 kwa matumizi ya baadaye;
Chagua mold kulingana na sura ya bidhaa inayotaka, pakia nyenzo za granulated kwenye cavity ya mold, na ufanyie ukingo wa ukandamizaji wa joto la chumba kwa shinikizo la 50-200MPa ili kupata mwili wa kijani; au weka mwili wa kijani baada ya ukingo wa kukandamiza kwenye kifaa cha kushinikiza cha isostatic, fanya ukandamizaji wa isostatic kwa shinikizo la 200-300MPa, na upate mwili wa kijani baada ya kushinikiza kwa pili;
Weka mwili wa kijani kibichi uliotayarishwa katika hatua zilizo hapo juu kwenye tanuru ya kuchemshia utupu kwa ajili ya kuchemsha, na ile iliyohitimu ni kauri iliyokamilishwa ya silicon carbudi bulletproof; katika mchakato wa sintering hapo juu, kwanza uondoe tanuru ya sintering, na wakati kiwango cha utupu kinafikia 3-5 × 10-2 Baada ya Pa, gesi ya inert hupitishwa kwenye tanuru ya sintering kwa shinikizo la kawaida na kisha moto. Uhusiano kati ya joto la joto na wakati ni: joto la kawaida hadi 800 ℃, masaa 5-8, uhifadhi wa joto kwa saa 0.5-1, kutoka 800 ℃ hadi 2000-2300 ℃, saa 6-9, uhifadhi wa joto kwa saa 1 hadi 2; na kisha kilichopozwa na tanuru na imeshuka kwa joto la kawaida.

Muundo mdogo na mpaka wa nafaka wa silicon carbudi iliyoingizwa kwa shinikizo la kawaida

Kwa kifupi, keramik zinazotengenezwa na mchakato wa sintering moto zina utendaji bora, lakini gharama ya uzalishaji pia imeongezeka sana; kauri zilizotayarishwa kwa kutumia sintering isiyo na shinikizo zina mahitaji ya juu ya malighafi, joto la juu la sintering, mabadiliko makubwa ya ukubwa wa bidhaa, mchakato mgumu na utendaji wa chini; bidhaa za kauri zinazozalishwa na mchakato wa uchomaji wa majibu zina msongamano mkubwa, utendaji mzuri wa kupambana na mpira, na gharama ya chini ya maandalizi. Michakato mbalimbali ya maandalizi ya sintering ya keramik ya carbudi ya silicon ina faida na hasara zao wenyewe, na matukio ya maombi pia yatakuwa tofauti. Ni sera bora kuchagua mbinu sahihi ya utayarishaji kulingana na bidhaa na kupata usawa kati ya gharama ya chini na utendakazi wa juu.