Sintering ng reaksyon
Ang reaksyon sinteringsilicon carbide ceramicKasama sa proseso ng produksyon ang ceramic compacting, sintering flux infiltration agent compacting, reaction sintering ceramic product preparation, silicon carbide wood ceramic preparation at iba pang mga hakbang.
Reaction sintering silicon carbide nozzle
Una, 80-90% ng ceramic powder (binubuo ng isa o dalawang pulbos ngsilikon carbide powderat boron carbide powder), 3-15% ng carbon source powder (binubuo ng isa o dalawa ng carbon black at phenolic resin) at 5-15% ng molding agent (phenolic resin, polyethylene glycol, hydroxymethyl cellulose o paraffin) ay pinaghalo nang pantay. gamit ang ball mill upang makakuha ng halo-halong pulbos, na kung saan ay spray tuyo at granulated, at pagkatapos ay pinindot sa isang amag upang makakuha ng isang ceramic compact na may iba't ibang mga tiyak na hugis.
Pangalawa, 60-80% silikon pulbos, 3-10% silikon karbid pulbos at 37-10% boron nitride powder ay halo-halong pantay, at pinindot sa isang amag upang makakuha ng isang sintering flux infiltration agent compact.
Ang ceramic compact at ang sintered infiltrant compact ay pinagsama-sama, at ang temperatura ay itataas sa 1450-1750 ℃ sa isang vacuum furnace na may vacuum degree na hindi bababa sa 5×10-1 Pa para sa sintering at heat preservation para sa 1-3 oras upang makakuha ng isang reaksyon sintered ceramic na produkto. Ang infiltrant residue sa ibabaw ng sintered ceramic ay tinanggal sa pamamagitan ng pag-tap upang makakuha ng siksik na ceramic sheet, at ang orihinal na hugis ng compact ay pinananatili.
Sa wakas, ang proseso ng sintering ng reaksyon ay pinagtibay, iyon ay, ang likidong silikon o silikon na haluang metal na may aktibidad ng reaksyon sa mataas na temperatura ay pumapasok sa butas na butas na ceramic na blangko na naglalaman ng carbon sa ilalim ng pagkilos ng puwersa ng capillary, at tumutugon sa carbon doon upang bumuo ng silicon carbide, na kung saan lalawak sa dami, at ang natitirang mga pores ay puno ng elemental na silikon. Ang porous ceramic blank ay maaaring purong carbon o silicon carbide/carbon-based composite material. Ang dating ay nakuha sa pamamagitan ng catalytically curing at pyrolyzing isang organic resin, isang pore dating at isang solvent. Ang huli ay nakukuha sa pamamagitan ng pyrolyzing ng mga silicon carbide particle/resin-based composite material para makakuha ng silicon carbide/carbon-based na composite na materyales, o sa pamamagitan ng paggamit ng α-SiC at carbon powder bilang panimulang materyales at paggamit ng proseso ng pagpindot o injection molding para makuha ang composite materyal.
Walang presyon na sintering
Ang walang pressure na proseso ng sintering ng silicon carbide ay maaaring nahahati sa solid-phase sintering at liquid-phase sintering. Sa mga nagdaang taon, ang pananaliksik sasilicon carbide ceramicssa tahanan at sa ibang bansa ay pangunahing nakatutok sa liquid-phase sintering. Ang proseso ng paghahanda ng ceramic ay: mixed material ball milling–>spray granulation–>dry pressing–>green body solidification–>vacuum sintering.
Walang presyon na sintered na mga produktong silicon carbide
Magdagdag ng 96-99 na bahagi ng silicon carbide ultrafine powder (50-500nm), 1-2 bahagi ng boron carbide ultrafine powder (50-500nm), 0.2-1 bahagi ng nano-titanium boride (30-80nm), 10-20 bahagi ng water-soluble phenolic resin, at 0.1-0.5 na bahagi ng high-efficiency dispersant sa ball mill para sa ball milling at paghahalo sa loob ng 24 na oras, at ilagay ang mixed slurry sa isang mixing barrel para sa paghahalo ng 2 oras upang alisin ang mga bula sa slurry .
Ang pinaghalong nasa itaas ay ini-spray sa granulation tower, at ang granulation powder na may magandang particle morphology, magandang pagkalikido, makitid na hanay ng pamamahagi ng particle at katamtamang kahalumigmigan ay nakuha sa pamamagitan ng pagkontrol sa spray pressure, air inlet temperature, air outlet temperature at spray sheet na laki ng particle. Ang centrifugal frequency conversion ay 26-32, ang air inlet temperature ay 250-280 ℃, ang air outlet temperature ay 100-120 ℃, at ang slurry inlet pressure ay 40-60.
Ang granulation powder sa itaas ay inilalagay sa isang cemented carbide mold para sa pagpindot upang makakuha ng berdeng katawan. Ang paraan ng pagpindot ay bidirectional pressure, at ang machine tool pressure tonnage ay 150-200 tonelada.
Ang pinindot na berdeng katawan ay inilalagay sa isang drying oven para sa pagpapatuyo at paggamot upang makakuha ng isang berdeng katawan na may magandang berdeng lakas ng katawan.
Ang itaas na cured green body ay inilalagay sa agraphite crucibleat nakaayos nang malapit at maayos, at pagkatapos ay ang graphite crucible na may berdeng katawan ay inilalagay sa isang mataas na temperatura na vacuum sintering furnace para sa pagpapaputok. Ang temperatura ng pagpapaputok ay 2200-2250 ℃, at ang oras ng pagkakabukod ay 1-2 oras. Sa wakas, nakuha ang high-performance pressureless sintered silicon carbide ceramics.
Solid-phase sintering
Ang walang pressure na proseso ng sintering ng silicon carbide ay maaaring nahahati sa solid-phase sintering at liquid-phase sintering. Ang liquid-phase sintering ay nangangailangan ng pagdaragdag ng sintering additives, tulad ng Y2O3 binary at ternary additives, upang ang SiC at ang mga composite na materyales nito ay nagpapakita ng liquid-phase na sintering at makamit ang densification sa mas mababang temperatura. Kasama sa paraan ng paghahanda ng solid-phase sintered silicon carbide ceramics ang paghahalo ng mga hilaw na materyales, spray granulation, paghubog, at vacuum sintering. Ang tiyak na proseso ng produksyon ay ang mga sumusunod:
70-90% ng submicron α silicon carbide (200-500nm), 0.1-5% ng boron carbide, 4-20% ng resin, at 5-20% ng organic binder ay inilalagay sa isang mixer at idinagdag ng purong tubig para sa basa. paghahalo. Pagkatapos ng 6-48 na oras, ang pinaghalong slurry ay dumaan sa isang 60-120 mesh na salaan;
Ang sieved slurry ay spray granulated sa pamamagitan ng spray granulation tower. Ang temperatura ng pumapasok ng spray granulation tower ay 180-260 ℃, at ang temperatura ng labasan ay 60-120 ℃; ang bulk density ng granulated na materyal ay 0.85-0.92g/cm3, ang pagkalikido ay 8-11s/30g; ang butil na materyal ay sinala sa pamamagitan ng isang 60-120 mesh sieve para magamit sa ibang pagkakataon;
Pumili ng molde ayon sa gustong hugis ng produkto, i-load ang granulated material sa mold cavity, at magsagawa ng room temperature compression molding sa presyon na 50-200MPa para makakuha ng berdeng katawan; o ilagay ang berdeng katawan pagkatapos ng compression molding sa isang isostatic pressing device, magsagawa ng isostatic pressing sa presyon na 200-300MPa, at kumuha ng berdeng katawan pagkatapos ng pangalawang pagpindot;
Ilagay ang berdeng katawan na inihanda sa mga hakbang sa itaas sa isang vacuum sintering furnace para sa sintering, at ang kwalipikado ay ang natapos na silicon carbide bulletproof ceramic; sa proseso ng sintering sa itaas, ilikas muna ang sintering furnace, at kapag ang vacuum degree ay umabot sa 3-5×10-2 Pagkatapos ng Pa, ang inert gas ay ipinapasa sa sintering furnace sa normal na presyon at pagkatapos ay pinainit. Ang ugnayan sa pagitan ng temperatura at oras ng pag-init ay: temperatura ng silid hanggang 800 ℃, 5-8 na oras, pagpapanatili ng init sa loob ng 0.5-1 oras, mula 800 ℃ hanggang 2000-2300 ℃, 6-9 na oras, pagpapanatili ng init sa loob ng 1 hanggang 2 oras, at pagkatapos ay pinalamig sa hurno at bumaba sa temperatura ng silid.
Microstructure at hangganan ng butil ng silicon carbide na sintered sa normal na presyon
Sa madaling salita, ang mga keramika na ginawa sa pamamagitan ng mainit na pagpindot sa proseso ng sintering ay may mas mahusay na pagganap, ngunit ang gastos sa produksyon ay tumaas din nang malaki; Ang mga keramika na inihanda ng walang pressure na sintering ay may mas mataas na mga kinakailangan sa hilaw na materyal, mataas na temperatura ng sintering, malalaking pagbabago sa laki ng produkto, kumplikadong proseso at mababang pagganap; Ang mga produktong ceramic na ginawa sa pamamagitan ng proseso ng sintering ng reaksyon ay may mataas na density, mahusay na pagganap ng anti-ballistic, at medyo mababa ang gastos sa paghahanda. Ang iba't ibang mga proseso ng paghahanda ng sintering ng silicon carbide ceramics ay may sariling mga pakinabang at disadvantages, at ang mga sitwasyon ng aplikasyon ay magkakaiba din. Ito ay ang pinakamahusay na patakaran upang piliin ang tamang paraan ng paghahanda ayon sa produkto at makahanap ng balanse sa pagitan ng mababang gastos at mataas na pagganap.
Oras ng post: Okt-29-2024