高性能碳化硅陶瓷生產(chǎn)

來源: 發(fā)布時間:2021-09-22

重點介紹以下成型方法:凝膠注模成型。凝膠注模成型,即注凝成型是借助料漿中有機(jī)單體聚合交聯(lián)將陶瓷料漿固化成型,可制備出大尺寸薄壁陶瓷或形狀復(fù)雜的產(chǎn)品。其特點是近凈尺寸成型、有機(jī)物含量少,坯體強(qiáng)度高可進(jìn)行機(jī)械加工,適合大規(guī)模批量化生產(chǎn)。目前國內(nèi)注凝成型應(yīng)用較成熟的產(chǎn)品為大尺寸熔融石英坩堝、薄片Al2O3基片、二氧化鋯(ZrO2)陶瓷微珠等產(chǎn)品。我國的熔融石英坩堝尺寸達(dá)1200×1200×540(mm),是全球獨一采用注凝工藝生產(chǎn)石英坩堝的國家,其使用性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。超細(xì)碳化硅粉體的制備方法主要歸為三種:固相法、液相法和氣相法。高性能碳化硅陶瓷生產(chǎn)

何為反應(yīng)燒結(jié)碳化硅材料怎樣制成?接下來做一下簡單介紹。在碳化硅中加入金屬硅粉和碳(石墨、碳黑等),在1450℃埋碳燒成,使硅粉與碳反應(yīng)生成低溫型β- SiC ,將原碳化硅顆粒結(jié)合起來。另一種方法:由碳與金屬硅直接反應(yīng)生成碳化硅制品,即用碳或碳與碳化硅成型,埋硅燒成。兩方法均可制成性能良好的碳化硅制品。由于制品中一般含有游離硅8%~15%及少量游離碳,使其使用溫度低于1400℃以下。其導(dǎo)熱系數(shù)、耐沖擊性良好,但強(qiáng)度、硬度、耐腐蝕性差。反應(yīng)燒結(jié)碳化硅制品在燒結(jié)前后尺寸幾乎不變。河南拋光SiC陶瓷由于碳化硅陶瓷在重量上屬于輕便型的,所以其表面的面積較高。

液相反應(yīng)法生產(chǎn)的粉料粒徑小、活性高、化學(xué)組成便于控制,化學(xué)摻雜方便,能夠合成復(fù)合粉體,主要包括化學(xué)沉淀法、溶膠——凝膠法、醇鹽水解法、水熱法、溶劑蒸發(fā)法。氣相反應(yīng)法包括物理的氣相沉積和化學(xué)氣相沉積2種。與液相反應(yīng)法相比,氣相反應(yīng)制備的粉體純度高、粉料分散性好、粒度均勻,但是投資較大、成本高。隨著納米技術(shù)的發(fā)展,近10年來,粉體表面積大、球形度高、粒徑分布窄等特點,為高性能陶瓷提供了基礎(chǔ)保障。其中近幾年興起的沖擊波固體合成法可以較大程度上降低反應(yīng)溫度,提高粉體活性。

碳化硅陶瓷具有較好的適應(yīng)外界環(huán)境的能力,能夠滿足抗腐蝕環(huán)境,或者是耐高溫環(huán)境的使用需求,應(yīng)用領(lǐng)域普遍,在碳化硅陶瓷的燒結(jié)方式上,大致可以分為四種,以下是這4種碳化硅陶瓷的燒結(jié)方式及特點!1974年美國GE公司通過在高純度β-SiC細(xì)粉中同時加入少量的B和C,采用無壓燒結(jié)工藝,于2020℃成功地獲得高密度SiC陶瓷。目前,該工藝已成為制備SiC陶瓷的主要方法。美國GE公司研究者認(rèn)為:晶界能與表面能之比小于1.732是致密化的熱力學(xué)條件,當(dāng)同時添加B和C后,B固溶到SiC中,使晶界能降低,C把SiC粒子表面的SiO2還原除去,提高表面能,因此B和C的添加為SiC的致密化創(chuàng)造了熱力學(xué)方面的有利條件。碳化硅陶瓷在石油、化工、汽車、礦業(yè)等領(lǐng)域都有較為普遍的應(yīng)用。

50年代中期,美國Norton公司就開始研究B、Ni、Cr、Fe、Al等金屬添加物對SiC熱壓燒結(jié)的影響。實驗表明:Al和Fe是促進(jìn)SiC熱壓致密化的較有效的添加劑。有研究者以Al2O3為添加劑,通過熱壓燒結(jié)工藝,也實現(xiàn)了SiC的致密化,并認(rèn)為其機(jī)理是液相燒結(jié)。此外,還有研究者分別以B4C、B或B與C,Al2O3和C、Al2O3和Y2O3、Be、B4C與C作添加劑,采用熱壓燒結(jié),也都獲得了致密SiC陶瓷。研究表明:燒結(jié)體的顯微結(jié)構(gòu)以及力學(xué)、熱學(xué)等性能會因添加劑的種類不同而異。如:當(dāng)采用B或B的化合物為添加劑,熱壓SiC的晶粒尺寸較小,但強(qiáng)度高。當(dāng)選用Be作添加劑,熱壓SiC陶瓷具有較高的導(dǎo)熱系數(shù)。SiC陶瓷的力學(xué)性能還隨燒結(jié)添加劑的不同而不同。陜西SiC陶瓷出廠價

常壓碳化硅陶瓷,常壓燒結(jié)碳化硅也命名為無壓燒結(jié)碳化硅。高性能碳化硅陶瓷生產(chǎn)

實驗表明,采用無壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)和反應(yīng)燒結(jié)的SiC陶瓷具有各異的性能特點。如就燒結(jié)密度和抗彎強(qiáng)度來說,熱壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)SiC陶瓷相對較多,反應(yīng)燒結(jié)SiC相對較低。另一方面,SiC陶瓷的力學(xué)性能還隨燒結(jié)添加劑的不同而不同。無壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)和反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷對強(qiáng)酸、強(qiáng)堿具有良好的抵抗力,但反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷對HF等較強(qiáng)酸的抗蝕性較差。就耐高溫性能比較來看,當(dāng)溫度低于900℃時,幾乎所有SiC陶瓷強(qiáng)度均有所提高;當(dāng)溫度超過1400℃時,反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷抗彎強(qiáng)度急劇下降。(這是由于燒結(jié)體中含有一定量的游離Si,當(dāng)超過一定溫度抗彎強(qiáng)度急劇下降所致)對于無壓燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)的SiC陶瓷,其耐高溫性能主要受添加劑種類的影響。高性能碳化硅陶瓷生產(chǎn)

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