Reaksion sinterlash
Sinterlash reaksiyasikremniy karbidli keramikaishlab chiqarish jarayoni keramik siqishni, sinterlash oqimi infiltratsiya agentini siqish, reaksiya sinterlash keramika mahsulotlarini tayyorlash, kremniy karbid yog'och keramika tayyorlash va boshqa bosqichlarni o'z ichiga oladi.
Reaksiya sinterlovchi kremniy karbidli nozul
Birinchidan, 80-90% keramik kukun (bir yoki ikkita kukundan tashkil topgankremniy karbid kukuniva bor karbid kukuni), 3-15% uglerod manbai kukuni (bir yoki ikkita uglerod qora va fenolik qatrondan iborat) va 5-15% kalıplama agenti (fenol qatroni, polietilen glikol, gidroksimetil tsellyuloza yoki kerosin) teng ravishda aralashtiriladi. sharli tegirmon yordamida aralash kukunni olish uchun purkagich bilan quritiladi va granullanadi, so'ngra qolipga bosiladi. turli o'ziga xos shakllarga ega bo'lgan keramika kompaktini olish.
Ikkinchidan, 60-80% kremniy kukuni, 3-10% kremniy karbid kukuni va 37-10% bor nitridi kukuni teng ravishda aralashtiriladi va sinterlash oqimi infiltratsiya agenti ixchamligini olish uchun qolipga bosiladi.
Keyin keramik ixcham va sinterlangan infiltrant ixcham bir-biriga joylashtiriladi va harorat 1450-1750 ℃ vakuumli pechda vakuum darajasi kamida 5 × 10-1 Pa bo'lgan sinterlash va 1-3 issiqlikni saqlash uchun ko'tariladi. reaksiya sinterlangan keramika mahsulotini olish uchun soat. Sinterlangan keramika yuzasida infiltratsiya qoldig'i zich sopol qatlamni olish uchun teginish orqali chiqariladi va ixchamning asl shakli saqlanadi.
Nihoyat, reaksiya sinterlash jarayoni qabul qilinadi, ya'ni yuqori haroratda reaksiya faolligi bo'lgan suyuq kremniy yoki kremniy qotishmasi kapillyar kuch ta'sirida uglerodni o'z ichiga olgan gözenekli keramika blankasiga infiltratsiya qilinadi va u erdagi uglerod bilan reaksiyaga kirishib, kremniy karbid hosil qiladi. hajmi kengayadi va qolgan teshiklar elementar kremniy bilan to'ldiriladi. Gözenekli keramika blankasi sof uglerod yoki silikon karbid / uglerod asosidagi kompozit material bo'lishi mumkin. Birinchisi organik qatron, g'ovak hosil qiluvchi va erituvchini katalitik davolash va pirolizlash orqali olinadi. Ikkinchisi kremniy karbid / uglerod asosidagi kompozit materiallarni olish uchun kremniy karbid zarralari / qatronlar asosidagi kompozit materiallarni pirolizatsiya qilish yoki a-SiC va uglerod kukunini boshlang'ich material sifatida ishlatish va kompozitsiyani olish uchun presslash yoki quyish jarayonini qo'llash orqali olinadi. material.
Bosimsiz sinterlash
Silikon karbidning bosimsiz sinterlash jarayonini qattiq fazali sinterlash va suyuq fazali sinterlashga bo'lish mumkin. So'nggi yillarda tadqiqotlarkremniy karbidli keramikauyda va xorijda asosan suyuq fazali sinterlashga e'tibor qaratdi. Keramika tayyorlash jarayoni quyidagilardan iborat: aralash materialni sharni frezalash -> buzadigan amallar granulyatsiyasi -> quruq presslash -> yashil tanani qattiqlashtirish -> vakuumli sinterlash.
Bosimsiz sinterlangan silikon karbid mahsulotlari
96-99 qism kremniy karbid ultra nozik kukuni (50-500nm), 1-2 qism bor karbid ultra nozik kukuni (50-500nm), 0,2-1 qism nano-titanium borid (30-80nm), 10-20 qism qo'shing. suvda eruvchan fenol qatroni va 0,1-0,5 qism yuqori samarali 24 soat davomida sharni frezalash va aralashtirish uchun sharli tegirmonga dispersant yuboring va bulamaçdagi pufakchalarni olib tashlash uchun 2 soat davomida aralashtirish uchun aralashtirilgan bulamaçni aralashtirish bochkasiga qo'ying.
Yuqoridagi aralash granulyatsiya minorasiga püskürtülür va yaxshi zarrachalar morfologiyasi, yaxshi suyuqlik, tor zarrachalar tarqalish diapazoni va o'rtacha namlik bilan granulyatsiya kukuni purkagich bosimini, havo kirish haroratini, havo chiqish haroratini va purkagich zarrachalarining hajmini nazorat qilish orqali olinadi. Santrifüj chastota konvertatsiyasi 26-32, havo kirish harorati 250-280 ℃, havo chiqish harorati 100-120 ℃ va atala kirish bosimi 40-60 ni tashkil qiladi.
Yuqoridagi granulyatsiya kukuni yashil tanani olish uchun presslash uchun sementlangan karbid qolipga joylashtiriladi. Bosish usuli ikki tomonlama bosimdir va dastgoh bosimining tonnaji 150-200 tonnani tashkil qiladi.
Bosilgan yashil tanasi yaxshi yashil tana kuchiga ega yashil tanani olish uchun quritish va quritish uchun quritish pechiga joylashtiriladi.
Yuqorida davolangan yashil tanasi a.ga joylashtiriladigrafit tigelva yaqindan va chiroyli tarzda tartibga solinadi, so'ngra yashil korpusli grafit tigel kuyish uchun yuqori haroratli vakuumli sinterlash pechiga joylashtiriladi. Yonish harorati 2200-2250 ℃, izolyatsiya vaqti esa 1-2 soat. Nihoyat, yuqori samarali bosimsiz sinterlangan silikon karbidli keramika olinadi.
Qattiq fazali sinterlash
Silikon karbidning bosimsiz sinterlash jarayonini qattiq fazali sinterlash va suyuq fazali sinterlashga bo'lish mumkin. Suyuq fazali sinterlash SiC va uning kompozit materiallarini suyuq fazali sinterlash va past haroratda zichlikka erishish uchun Y2O3 ikkilik va uchlik qo'shimchalar kabi sinterlash qo'shimchalarini qo'shishni talab qiladi. Qattiq fazali sinterlangan silikon karbidli keramika tayyorlash usuli xom ashyoni aralashtirish, buzadigan amallar granulyatsiyasi, qoliplash va vakuumli sinterlashni o'z ichiga oladi. Maxsus ishlab chiqarish jarayoni quyidagicha:
Mikronga 70-90% submikronli kremniy karbid (200-500nm), 0,1-5% bor karbid, 4-20% smola, 5-20% organik bog’lovchi solinadi va ho’llash uchun toza suv qo’shiladi. aralashtirish. 6-48 soatdan so'ng, aralash atala 60-120 ko'zli elakdan o'tkaziladi;
Elakdan o'tkazilgan atala buzadigan amallar granulyatsiya minorasi orqali purkaladi. Spray granulyatsiya minorasining kirish harorati 180-260 ℃, chiqish harorati 60-120 ℃; granullangan materialning massa zichligi 0,85-0,92 g / sm3, suyuqligi 8-11s / 30g; granullangan material keyinchalik foydalanish uchun 60-120 ko'zli elakdan o'tkaziladi;
Kerakli mahsulot shakliga ko'ra qolipni tanlang, granüllangan materialni qolip bo'shlig'iga yuklang va yashil tanani olish uchun xona haroratida siqish qolipini 50-200MPa bosimda bajaring; yoki siqishni qoliplashdan keyin yashil tanani izostatik presslash moslamasiga joylashtiring, 200-300MPa bosimda izostatik presslashni bajaring va ikkilamchi presslashdan keyin yashil tanani oling;
Yuqoridagi bosqichlarda tayyorlangan yashil korpusni sinterlash uchun vakuumli sinterlash pechiga qo'ying va malakali - tayyor silikon karbid o'q o'tkazmaydigan keramika; yuqoridagi sinterlash jarayonida avval sinterlash pechini evakuatsiya qiling va vakuum darajasi 3-5 × 10-2 ga etganida Pa dan keyin inert gaz sinterlash pechiga normal bosimga o'tkaziladi va keyin isitiladi. Isitish harorati va vaqti o'rtasidagi bog'liqlik: xona harorati 800 ℃, 5-8 soat, issiqlik saqlanishi 0,5-1 soat, 800 ℃ dan 2000-2300 ℃ gacha, 6-9 soat, issiqlik saqlanishi 1 dan 2 soatgacha, keyin o'choq bilan sovutiladi va xona haroratiga tushadi.
Oddiy bosimda sinterlangan kremniy karbidning mikro tuzilishi va don chegarasi
Muxtasar qilib aytganda, issiq presslash sinterlash jarayoni bilan ishlab chiqarilgan keramika yaxshiroq ishlashga ega, ammo ishlab chiqarish narxi ham sezilarli darajada oshadi; bosimsiz sinterlash orqali tayyorlangan keramika yuqori xom ashyo talablari, yuqori sinterlash harorati, katta mahsulot hajmi o'zgarishi, murakkab jarayon va past ishlashga ega; Reaksiyani sinterlash jarayonida ishlab chiqarilgan keramika mahsulotlari yuqori zichlikka, yaxshi anti-ballistik ko'rsatkichlarga va nisbatan past tayyorgarlik narxiga ega. Silikon karbidli keramikalarni sinterlashning turli xil tayyorlash jarayonlari o'zlarining afzalliklari va kamchiliklariga ega va dastur stsenariylari ham boshqacha bo'ladi. Mahsulotga ko'ra to'g'ri tayyorlash usulini tanlash va past narx va yuqori samaradorlik o'rtasidagi muvozanatni topish eng yaxshi siyosatdir.
Xabar vaqti: 29-oktabr-2024