Erreakzio-sinterizatutako SiC zeramika eta haien propietateei buruzko azterketa

Zergatik da garrantzitsua Silizio Karburoa?

Silizio karburoa (SiC) silizio eta karbono atomoen arteko lotura kobalenteek osatzen duten konposatu bat da, higadura erresistentzia bikainagatik, shock termikorako erresistentziagatik, korrosioarekiko erresistentziagatik eta eroankortasun termiko handiagatik ezaguna. Aeroespazialean, fabrikazio mekanikoan, petrokimikoan, metalen galdaketan eta elektronika industrian oso erabilia da, batez ere higadura erresistenteak diren piezak eta tenperatura altuko egitura-osagaiak egiteko.Erreakzioz sinterizatutako silizio karburozko zeramikaindustria-eskalako ekoizpena lortu duten lehen egitura-zeramika dira. Tradizionalaerreakzioz sinterizatutako silizio karburozko zeramikasilizio-karburo-hautsez eta karbono-hauts kopuru txikiz eginda daude, tenperatura altuko siliziozko infiltrazio-erreakzioko sinterizazioaren bidez, eta horrek sinterizazio denbora luzeak, tenperatura altuak, energia-kontsumo handia eta kostu handiak behar ditu. Erreakzio-sinterizatutako silizio-karburoaren teknologiaren aplikazio gero eta handiagoarekin, metodo tradizionalak ez dira nahikoa itxura konplexuko industria-eskariari erantzuteko.silizio karburozko zeramika.

Zertan dira azken aurrerapenakErreakzio-Sintered Silizio Karburoa?

Azken aurrerapenek dentsitate handiko, flexio-erresistentzia handikoa ekoiztea ekarri dutesilizio karburozko zeramikanano tamainako silizio karburo hautsa erabiliz, materialaren propietate mekanikoak nabarmen hobetuz. Hala ere, nano-tamainako silizio-karburo hautsaren kostu handiak, tonako hamarnaka mila dolar baino gehiagoko prezioak, eskala handiko aplikazioa oztopatzen du. Lan honetan, erabilgarri dagoen egur-ikatza erabili dugu karbono-iturri gisa eta mikro-tamainako silizio-karburoa agregatu gisa, prestatzeko irristagarrizko galdaketa teknologia erabiliz.erreakzioz sinterizatutako silizio karburozko zeramikagorputz berdeak. Ikuspegi honek silizio karburo hautsa aurresintetizatzeko beharra ezabatzen du, ekoizpen kostuak murrizten ditu eta horma meheko produktu handi eta konplexuak fabrikatzeko aukera ematen du, errendimendua eta aplikazioa hobetzeko erreferentzia bat eskainiz.erreakzioz sinterizatutako silizio karburozko zeramika.

Zeintzuk ziren lehengaiak erabiltzen?

Esperimentuan erabilitako lehengaiak honako hauek dira:

Silizio-karburoa 3,6 μm-ko partikulen tamaina mediana (d50) eta purutasuna (w(SiC)) ≥ % 98koa.

Karbono beltza 0,5 μm-ko partikulen tamaina mediana (d50) eta purutasuna (w©) ≥ % 99koa.

Grafitoa 10 μm-ko partikulen tamaina mediana (d50) eta purutasuna (w©) ≥ % 99koa.

Sakabanatzaileak: Polivinilpirrolidona (PVP) K30 (K balioa 27-33) eta K90 (K balioa 88-96)

Ur erreduktorea: Polikarboxilatoa CE-64

Askapen-eragilea: AO

Ur deionizatua

Nola egin zen esperimentua?

Esperimentua honela egin zen:

Lehengaiak 1. taularen arabera nahastea nahastaile elektrikoa erabiliz 4 orduz, minda uniforme bat lortzeko.

Minda biskositatea ≤ 1000 mPa·s mantenduz, minda mistoa prestatutako igeltsu moldeetan isurtzen zen irristagaitza galdaketarako, 2-3 minutuz igeltsuzko moldeetan zehar deshidratatzen utzi zen gorputz berdeak sortzeko.

Gorputz berdeak leku fresko batean jarri ziren 48 orduz, ondoren moldeetatik kendu eta hutsean lehortzeko labean lehortu 80 °C-tan 4-6 orduz.

Gorputz berdeen desgomaketa egin zen mufla-labean 800°C-tan 2 orduz aurreformak lortzeko.

Aurreformak karbono beltza, silizio hautsa eta boro nitruroa 1:100:2000 masa-erlazioan txertatu ziren eta 1720 °C-ko labe batean sinterizatu ziren 2 orduz, guztiz hauts finko silizio karburoko zeramika lortzeko. .

Zein metodo erabili ziren errendimendu-probak egiteko?

Errendimendu probak barne hartzen zituen:

Mindaren biskositatea neurtzea hainbat nahaste-denboretan (1-5 ordu) biskosimetro birakaria erabiliz giro-tenperaturan.

Preformen bolumen-dentsitatea neurtzea GB/T 25995-2010 arau nazionalari jarraituz.

Lagin sinterizatuen tolestura-indizea 1720 °C-tan neurtzea GB/T 6569-2006-ren arabera, 3 mm × 4 mm × 36 mm-ko laginaren dimentsioekin, 30 mm-ko tartearekin eta kargatzeko abiadura 0,5 mm·min^-1. .

1720 °C-tan sinterizatutako laginen fase-konposizioa eta mikroegitura aztertzea XRD eta SEM erabiliz.

Nola eragiten dio nahaste-denborak minda biskositateari, aurreforma-bolumen-dentsitateari eta itxurazko porositateari?

1. eta 2. irudiek, hurrenez hurren, nahaste-denboraren eta minda biskositatearen arteko erlazioa erakusten dute 2# laginarentzat, eta nahaste-denboraren eta preformaren bolumen-dentsitatearen eta itxurazko porositatearen arteko erlazioa.

1. irudiak adierazten du nahaste-denbora handitzen den heinean biskositatea gutxitzen dela, 4 ordutan 721 mPa·s-ra gutxienekora iritsi eta gero egonkortzen dela.

2. irudiak erakusten du 2# laginak 1,47 g·cm^-3-ko bolumen-dentsitate maximoa duela eta %32,4ko gutxieneko itxurazko porositatea duela. Biskositate txikiagoak sakabanaketa hobea lortzen du, minda uniformeagoa eta hobetuasilizio karburo zeramikaerrendimendua. Nahasketa denbora nahikorik ezak silizio karburoaren hauts finaren nahasketa irregularra eragiten du, eta gehiegizko nahasketa denborak ur gehiago lurruntzen du, sistema ezegonkortuz. Silizio-karburozko zeramika guztiz fin-hautsa prestatzeko nahasteko denbora optimoa 4 ordukoa da.

2. taulan minda biskositatea, preformaren bolumen-dentsitatea eta grafito gehituta 2# laginaren itxurazko porositatea eta 6# laginaren grafito gehitu gabe agertzen dira. Grafitoa gehitzeak minda biskositatea murrizten du, preformaren bolumen-dentsitatea handitzen du eta itxurazko porositatea murrizten du grafitoaren lubrifikazio-efektuaren ondorioz, sakabanaketa hobea eta hauts finaren dentsitatea areagotuz.silizio karburozko zeramika. Grafitorik gabe, minda likatasun handiagoa, sakabanaketa eskasagoa eta egonkortasuna du, eta grafitoa gehitzea beharrezkoa da.

3. irudiak karbono beltzaren eduki desberdina duten laginen preformaren bolumen-dentsitatea eta itxurazko porositatea erakusten ditu. 2# laginak 1,47 g·cm^-3-ko bolumen-dentsitate handiena du eta % 32,4ko itxurazko porositate txikiena. Hala ere, porositate baxuegiak silizioaren infiltrazioa eragozten du.

4. irudiak 2# laginaren aurreformen eta lagin sinterizatuen XRD espektroak erakusten ditu 1720 °C-tan. Preformek grafitoa eta β-SiC dituzte, eta lagin sinterizatuek Si, β-SiC eta α-SiC dituzte, tenperatura altuetan α-SiC bihurtutako β-SiC batzuk adieraziz. Sinterizatutako laginek Si-ren igoera eta C-edukia murriztua erakusten dute tenperatura altuko silizio-infiltrazioaren ondorioz, non Si-k C-rekin erreakzionatzen duen SiC eratzeko, poroak betez.

5. irudiak lagin-preforma ezberdinen haustura-morfologia erakusten du. Irudiek silizio karburo fina, grafitoa eta poroak erakusten dituzte. 1#, 4# eta 5# laginek malutaren fase handiagoak eta poro desorekatuagoak dituzte nahasketa irregularraren ondorioz, eta ondorioz, preforma dentsitate txikia eta porositate handia dute. 2 # laginak % 5,94 (w) karbono beltzarekin mikroegitura optimoa erakusten du.

6. irudiak 2# laginaren haustura morfologia erakusten du 1720 °C-tan sinterizatu ondoren, porositate txikiko silizio-karburozko partikulak estu eta uniformeki banatuta erakutsiz. Silizio karburo partikulen hazkundea tenperatura altuko efektuen ondorioz gertatzen da. Eratu berri diren SiC partikula txikiagoak ere ikusten dira erreakzio sinterizazioaren jatorrizko SiC eskeleto partikulen artean, eta hondar Si batzuk jatorrizko poroak betetzen ditu, estresaren kontzentrazioa murrizten du baina potentzialki tenperatura altuko errendimendua eragin dezake bere urtze-puntu baxua dela eta. Produktu sinterizatuak 3,02 g·cm^-3-ko bolumen-dentsitatea eta 580 MPa-ko tolestura-erresistentzia du, ohikoaren indarraren bikoitza baino gehiago.erreakzioz sinterizatutako silizio-karburoa.

Ondorioak

Erabat hauts finak prestatzeko erabiltzen den minda nahasteko denbora optimoasilizio karburozko zeramika4 ordu da. Grafitoa gehitzeak minda biskositatea murrizten du, preformaren bolumen dentsitatea handitzen du eta itxurazko porositatea murrizten du, guztiz hauts finaren dentsitatea areagotuz.silizio karburozko zeramika.

Silizio-karburozko zeramika guztiz fin-hautsa prestatzeko karbono beltzaren eduki optimoa % 5,94 (w) da.

The sintered silicon carbide particles are tightly and uniformly distributed with minimal porosity, showing a growth trend. The sintered product density is 3.02 g·cm^-3, and the bending strength is 580 MPa, significantly improving the mechanical strength and density of fully fine-powdered silizio karburozko zeramika***

Semicorex-en espezializatuta gaudeSiC Zeramikaeta erdieroaleen fabrikazioan aplikatutako beste Zeramikazko Materialak, edozein kontsulta baduzu edo xehetasun gehiago behar badituzu, ez izan zalantzarik eta jarri gurekin harremanetan.

Harremanetarako telefonoa: +86-13567891907

Posta elektronikoa: sales@semicorex.com