Il carburo di silicio è un composto combinato con legami covalenti C-SI. Ha una buona resistenza all'usura e resistenza agli shock termici, nonché una forte resistenza alla corrosione e un'elevata conducibilità termica. È ampiamente utilizzato nella produzione aerospaziale e di macchinari. , industrie petrolchimiche, di fonte di metallo ed elettronica, in particolare flangia ceramica per la produzione di parti resistenti all'usura e parti strutturali ad alta temperatura. La ceramica in carburo di silicio sinterizzato di reazione è una delle prime ceramiche strutturali da produrre industrialmente. La tradizionale ceramica in carburo di silicio sinterato di reazione è realizzata in polvere di carburo di silicio e una piccola quantità di polvere di carbonio come materie prime e sono sinterizzate da una reazione di infiltrazione di silicio ad alta temperatura. Il tempo di stampo ceramico di sinterizzazione è lungo, la temperatura è elevata, il consumo di energia è grande e il costo è elevato. Con l'ampia applicazione della tecnologia in carburo di silicio sinterizzato di reazione, la tradizionale ceramica in carburo di silicio sinterizzato non può soddisfare i requisiti industriali per la complessità della forma della ceramica in carburo di silicio. Negli ultimi anni, alcuni nanopowders in carburo di silicio sono stati usati per preparare ceramiche in carburo di silicio con alta densità di sinterizzazione e elevata resistenza alla flessione, che migliora notevolmente le proprietà meccaniche del materiale. Tuttavia, il prezzo delle materie prime in polvere nano in carburo di silicio è di oltre 10.000 yuan per tonnellata e il costo di produzione è troppo elevato, il che non favorisce la promozione su larga scala. In questo lavoro, il corpo verde ceramico in carburo sinterizzato di reazione è stato preparato mediante tecnologia stucca usando polvere di carbonio in legno da una vasta gamma come fonte di carbonio e carburo di silicio micron come aggregato. Ciò non può solo eliminare la pre-sintesi della polvere di carburo di silicio, ridurre il costo di preparazione della ceramica in carburo di silicio, ma anche preparare prodotti a parete sottile con grandi dimensioni e forma complessa, che fornisce un determinato riferimento per il miglioramento delle prestazioni e l'applicazione della parte ceramica di ceramica in carburo di silicio sinterizzato di reazione. test 1. Materie prime I materiali di prova sono: D50 = 3,6 μm di carburo di silicio, W (SIC) ≥98%; D50 = 0,5 μm di carbonio, W (C) ≥99%; D50 = grafite da 10 μm, W (C) ≥99%; I disperdenti sono polivinilpirrolidone K30 (il valore K è 27-33) e K90 (il valore K è 88-96); Acido di riduzione dell'acqua Acido policarbossilico CE-64, agente di rilascio di muffe AO, acqua deionizzata. 2. Preparazione del campione Prova gli ingredienti secondo la tabella 1, mescolare con un agitatore elettrico per 4 ore e ottenere una sospensione uniformemente miscelata. Mantieni la viscosità della sospensione ≤1000 mPa · s, versare la sospensione miscelata nello stampo di gesso preparato per la fusione e lasciarlo in piedi per 2-3 minuti per disidratare lo stampo di gesso per ottenere un vuoto. Dopo essere stato collocato in un luogo fresco per 48 ore, il vuoto è stato portato fuori dallo stampo in gesso per ottenere un corpo verde, che è stato essiccato in un forno a asciugatura a vuoto a 80 ° C per 4 a 6 ore, e poi si è degumi in una bordo Forno a 800 ° C per 2 ore per ottenere un corpo verde. La polvere mista di nero di carbonio, polvere di silicio e nitruro di boro con un rapporto di massa di 1: 100: 2000 è stata usata come polvere di incorporamento per incorporare il corpo verde e sinterizzato in una fornace di sinterizzazione a 1720 ° C per 2 ore. Ceramica in carburo di silicio in polvere.
3. Test delle prestazioni
Il viscosimetro rotazionale è stato utilizzato per misurare la viscosità della sospensione a temperatura ambiente con diversi tempi di agitazione (da 1 a 5 ore). La resistenza alla flessione del campione, la dimensione del campione è di 3 mm × 4 mm × 36 mm, la campata è di 30 mm e la velocità di carico è di 0,5 mm · min-1. La composizione di fase e la microstruttura dei campioni sparati a 1720 ℃ sono stati analizzati da XRD e SEM.
risultati e discussione
1. Proprietà fisiche
1.1 Influenza del tempo di agitazione sulla viscosità del liquame, sulla densità di massa verde e sulla porosità apparente
La Figura 1 e la Figura 2 mostrano rispettivamente la relazione tra il tempo di agitazione del campione 2# e la viscosità della sospensione e la relazione tra il tempo di agitazione e la densità di massa e la porosità apparente del corpo verde.
Dalla Figura 1 si può vedere che con l'aumento del tempo di agitazione, la viscosità del chip ceramico diminuisce e la viscosità della sospensione raggiunge un minimo di 721 MPa a 4 ore, quindi tende ad essere piatta. La Figura 2 mostra che la densità di massa del campione 2# è 1,47 g · cm-3 al massimo e la porosità apparente è la più bassa al 32,4%. Più bassa è la viscosità, migliore è la dispersibilità e più uniforme viene dispersa la sospensione, il che è più favorevole al miglioramento delle prestazioni della ceramica in carburo di silicio. Pertanto, la viscosità della sospensione utilizzata per la preparazione della ceramica in carburo di silicio a polvere a fini piena è relativamente bassa. Il tempo di mescolanza insufficiente porterà a una miscelazione irregolare di polvere fine in carburo di silicio. Se il tempo di agitazione è troppo lungo, verrà evaporata più acqua e il sistema sarà instabile, il che non è favorevole alla preparazione di materiali ceramici in carburo di silicio a polvere a piena fine con prestazioni eccellenti. In conclusione, il tempo di agitazione ottimale per la sospensione mista è di 4 ore.
1.2 Influenza della grafite sulla viscosità del liquame, sulla densità di massa verde e sulla porosità apparente
La tabella 2 elenca la viscosità del liquame, la densità di massa verde e la porosità apparente del campione 2# aggiunto in grafite e un campione 6# non aggiunto. Si può vedere che dopo aver aggiunto la grafite, la viscosità della sospensione diminuisce, aumenta la densità di massa del corpo verde e l'apparente porosità diminuisce. A causa dell'effetto lubrificante della grafite, la viscosità della sospensione viene ridotta, la liquame preparata è uniformemente dispersa e aumenta la densità della ceramica in carburo di silicio a polvere a piena fine. La sospensione senza aggiunta di grafite ha un'elevata viscosità, scarsa dispersibilità e stabilità. Pertanto, è necessario aggiungere grafite per preparare materiali in ceramica in carburo di silicio a polvere a polvere completa.
