Omkristalliserat membran

 

Sintad kiselkarbid och omkristalliserad kiselkarbid, som företrädare för högpresterande keramiska material, används allmänt inom många industriella områden. De två har emellertid sina egna fördelar med beredningsprocess, mikrostruktur och prestandaegenskaper. Sintad kiselkarbid tillverkas av sintringspulver under hög temperatur och högt tryck. Den har en tät och hård struktur och finns i form av -faskristaller. Den har extremt hög hårdhet och är ett idealiskt val för bromsar, lager och andra komponenter inom fordons- och flyg- och rymdfält. Omkristalliserad kiselkarbid använder å andra sidan fröstillväxtteknologi. Det är initialt i fas och kan omvandlas till högpresterande fas efter behandlingen. Den har utmärkt hög temperatur styrka, hårdhet och slitstyrka. Det används allmänt i tätningar, styrskenor etc. Inom områdena petrokemikalier, tillverkning av maskiner, etc. Sammanfattningsvis återspeglas skillnaden mellan sintrad kiselkarbid och omkristalliserad kiselkarbid huvudsakligen i beredningsmetoden och den resulterande mikrostrukturen och prestationskarakteristiken. Vid val är det nödvändigt att väga det efter behoven i det specifika applikationsscenariot.

 

 

 

Som ett viktigt strukturellt keramiskt material används kiselkarbid inte bara i traditionella industriella fält som högtemperaturungverktyg, förbränningsmunstycken, värmeväxlare, tätningsringar och skjutlager, utan också som bulletproof rustningsmaterial, rymdreflektorer, fixtur i halvledarfodrarpreparat, och glidande bränsle-klädda material till dess utmärkta mekaniska mekaniska hållfastigheter, high-high high high high high high high high high high high high high high high high high high high high high high high high high high Mody Slitmotstånd, hög värmeledningsförmåga och korrosionsmotstånd.

 

Sintringsprocessen för kiselkarbid keramik är mycket viktig. Efter forskning och utforskning av många forskare har olika sintringsteknologier utvecklats, inklusive reaktionssintring, atmosfärstryck sintring, omkristallisationssintring, varm pressning, sintring, varm isostatisk pressning sintring och ny sintringsteknik under de senaste två decennierna, såsom gnistrande plasma sintering, blixning och flash -pressning, och oscillerande tryck sintringsteknik.

 

Het pressande sintring

Alliegro m.fl. från Norton Company i USA har uppfunnit en het pressande sintringsmetod för att förbereda kiselkarbid keramik. Kiselkarbidpulver fylls i formen, och ett visst tryck upprätthålls under uppvärmningsprocessen, och slutligen uppnås en sintringsmetod där formning och sintring genomförs samtidigt. Egenskaperna hos varm pressning sintring är att uppvärmning och trycksättning utförs samtidigt, och sintring av kiselkarbid uppnås under kontroll av lämpliga trycktemperatur-tidsförhållanden. Nackdelarna med het pressande sintring är att maskinerna och utrustningen är komplexa, formmaterialkraven är höga, produktionsprocesskraven är strikta, den är bara lämplig för att förbereda delar med enkla former och energiförbrukningen är stor, produktionseffektiviteten är låg och produktionskostnaden är hög.

 

 

Reaktionssintring

Reaktionssintring av kiselkarbid föreslogs först av P. Popper på 1950 -talet. Processen är att blanda kolkällan och kiselkarbidpulveret, förbereda blankett genom glidinjektionsmålning, torrpress eller kall isostatisk pressformning och sedan utföra kiseliseringsreaktion, det vill säga värme till över 1500 grader under vakuum eller inert atmosfär, och det fasta kisel smälter till vätskekilon, som penetrerar till porelägget genom kapital. Flytande kisel eller kiselånga reagerar kemiskt med C i den gröna kroppen, och in-situ-genererade -SIC kombineras med de ursprungliga Sic-partiklarna i den gröna kroppen för att bilda reaktions-spinterkolonkarbid keramiska material. Processflödesschemat är som följer:

Fördelarna med reaktionsspinterad kiselkarbid är låg sintringstemperatur, låg produktionskostnad och hög materialdensifiering. I synnerhet finns det nästan ingen volymkrympning under reaktionssintringsprocessen, vilket är särskilt lämpligt för framställning av storstora och komplexformade strukturella delar. Högtemperaturig ugnsmaterial, strålningsrör, värmeväxlare, avsvavlingsmunstycken, etc. är alla typiska tillämpningar av reaktions-intresserade kiselkarbid keramik.

 

Atmosfäriskt tryck sintring

Uppfunnet av S. Prochazka och andra i GE i USA 1974. Atmosfäriskt tryck sintring av kiselkarbid är att tätning av prover av olika former och storlekar vid 2000-2150 grad utan tillämpning av externt tryck, det är, vanligtvis under 1,01 × 105Pa -tryck och inert atmosfärförhållanden, genom att lägga till lämpliga siktningsstöd. Den trycklösa sintring av kiselkarbid kan delas upp i två processer: sintring av fast fas och sintring av flytande fas.

 

Trycklös sintring av fast fas av kiselkarbid kan uppnå en hög densitet på 3. 10-3. 15g/cm3, och det finns ingen glasfas mellan kristaller. Den har utmärkta mekaniska egenskaper med hög temperatur och dess användningstemperatur kan nå 1600 grader. Det bör emellertid noteras att när sintringstemperaturen i fastfas sintrad kiselkarbid är för hög, kan det leda till att dess korn är för stor och minskar materialets böjhållfasthet.

Framväxten av vätskefastryckslös sintring av kiselkarbid har ytterligare utökat appliceringsområdet för keramik av kiselkarbid. Utseendet på vätskefas i sintring av vätskefas bildas vanligtvis genom smältning av en enda komponent och eutektiken hos två eller flera komponenter. Genereringen av vätskefas ger en hög diffusionshastighetsväg för att öka sintringshastigheten, så vätskefas sintring har fördelen med lägre temperatur än sintring av fast tillstånd, och kornstorleken är liten. Den vätskefas som återstår mellan kristaller ändrar sprickläget för kiselkarbid keramik från transgranulärt sprick till intergranulärt sprickor och därmed förbättrar materialets böjhållfasthet och frakturens seghet. SIC: s trycklösa sintringsteknologi har blivit mogen. Dess fördelar är låga produktionskostnader och inga begränsningar för produktens form och storlek. I synnerhet har fastfas sinterad Sic-keramik hög densitet, enhetlig mikrostruktur och utmärkt omfattande materialprestanda. Slitresistenta och korrosionsbeständiga tätningsringar och skjutlager som används i branschen är huvudsakligen trycksinterad kiselkarbid.

 

Omkristallisation sintring

På 1980-talet förberedde Kriegesmann gröna kroppar genom glidinjektionsmålning och beredd omkristalliserade kiselkarbidkeramiska material med utmärkt prestanda vid 2450 grader, som snart massproducerades av FCT från Tyskland och Norton i USA. Omkristalliserade Sic -keramiska material är Sic -partiklar i olika partikelstorlekar som är graderade i ett visst förhållande och formas till tomma ämnen. De fina partiklarna i tomma ämnen kan fördelas jämnt i porerna mellan de grova partiklarna. Sedan, vid en hög temperatur på mer än 2100 grader och ett visst flöde av skyddande atmosfär, förångas SIC finpartiklarna gradvis och kondenseras och fälls vid kontaktpunkterna för de grova partiklarna tills de fina partiklarna helt försvinner. Som ett resultat av denna indunstnings-kondensationsmekanism bildas nya korngränser vid partiklarnas hals, vilket gör att fina partiklar migreras, vilket bildar en brostruktur mellan stora partiklar och en sintrad kropp med en viss porositet.

 

På grund av den unika sintringsmekanismen och processen för omkristalliserad SIC har den följande egenskaper:

1) Eftersom det inte finns någon korngräns eller volymdiffusion under sintringsprocessen, och förångningskondensation och ytdiffusion minskar inte avståndet mellan SIC -partiklar, finns det nästan ingen volymkrympning under sintringsprocessen;

2) tätheten för det omkristalliserade SiC -blanket ökar knappast efter sintring;

3) omkristalliserad SIC har mycket tydliga och rena korngränser, utan glasfas och föroreningar;

4) Den omkristalliserade SIC -produkten efter sintring innehåller 10% till 20% rest porositet.

 

Het isostatisk pressande sintring

Hot Isostatic Pressing är en process som använder inert högtrycksgas (såsom argon) för att främja materialdensifieringssintring. Silikonkarbidpulveret är tätat i en glas- eller metallbehållare under vakuum. Under den heta isostatiska pressprocessen, när provet upphettas till sintringstemperaturen, upprätthåller kompressorn ett initialt gastryck för flera MPa. Under uppvärmningsprocessen ökar gastrycket gradvis till så högt som 200 MPa, och det isostatiska gastrycket används för att eliminera de inre porerna i materialet för att uppnå förtätning.

 

Gnista plasma sintring

Spark Plasma Sinting Technology är en ny pulvermetallurgteknik för att framställa bulkmaterial. Den använder elektriska gnistor med hög energi för att slutföra sintringsprocessen för provet vid en lägre temperatur och på kortare tid. Det kan användas för att framställa metallmaterial, keramiska material och kompositmaterial. Under sintringsprocessen kan den omedelbara urladdningen mellan partiklar och hög temperaturplasma bryta eller ta bort föroreningar (såsom oxidfilm etc.) och adsorberade gaser på ytan av pulverpartiklarna, aktivera ytan på pulverpartiklarna och förbättra sintringskvaliteten och effektiviteten. Med hjälp av Spark Plasma Sinting Technology sintras SIC -mikropowders med AL2O3 och Y2O3 Sinting AIDS snabbt för att få tät kiselkarbid keramik.

 

Mikrovågsintering

Jämfört med traditionella sintringsprocesser använder mikrovågsintering den dielektriska förlusten av material i mikrovågselektromagnetiska fält för att värma materialen som helhet till sintringstemperaturen för att uppnå sintring och förtätning. Jämfört med konventionella sintringsmetoder har mikrovågsintering många fördelar, såsom låg sintringstemperatur, snabb uppvärmningshastighet, god materialdensitet etc. Samtidigt påskyndar mikrovågsintering massöverföringsprocessen för material, så att finkorniga material kan erhållas.

 

Blixt

Flash Sintering (FS) har fördelarna med låg energiförbrukning och ultra-snabb sintring. Under de senaste åren har det också tillämpats på sintringsforskningen av kiselkarbid. Flash sintring hänvisar till den direkta appliceringen av spänning på provet vid uppvärmning i en uppvärmningsugn. När en viss tröskeltemperatur har uppnåtts genererar den plötsliga olinjära ökningen av strömmen snabbt Joule -värme, och provet kan snabbt tätas inom några sekunder.

 

Oscillerande tryck sintring

Införandet av dynamiskt tryck under sintringsprocessen är gynnsam för att bryta självlåsande och agglomerationsfenomen i partiklarna, minska antalet och storleken på defekter såsom porer och agglomerationer, och därmed erhålla en enhetlig mikrostruktur med hög densitet och finkornstorlek och framställa högstyrka och högföräldliga strukturella keramiska material. Baserat på detta nya sintringskoncept föreslog Xie Zhipengs forskarteam vid Tsinghua University idén att införa dynamiskt oscillerande tryck för att ersätta det befintliga konstant statiska trycket under sintringsprocessen för keramiska pulver, och kallade denna nya sintringsteknik oscillerande tryck sintring.

 

Fördelarna med denna sintringsteknik är:

1) Pulverens förpackningstäthet innan sintring kan förbättras avsevärt genom partikelomarrangemanget som genereras av kontinuerligt oscillerande tryck;

 

2) Det ger en större sintring drivkraft, vilket är mer gynnsamt för att främja rotationen och glidningen av korn och plastflöde i den sintrade kroppen för att påskynda den förtätning av den gröna kroppen, särskilt i det senare stadiet av sintring, genom att justera frekvensen och storleken på oscillerande tryck, den återstående lilla poren vid det spannmål som är eliminerat, och då är den restpor som är kvar.

De tre metoderna för att framställa kiselkolonkarbid -keramiska material, reaktionssintring, sintring av atmosfärstryck och omkristallisationssintring, som oftare används i industriell produktion, har alla sina unika fördelar och mikrostruktur, prestanda och appliceringsfält i de beredda kiselkarbiden är också olika.

 

Reaktionssintring har låg sintringstemperatur och låg produktionskostnad. Krympningshastigheten för de beredda produkterna är extremt liten och graden av förtätning är hög. Det är lämpligt för beredning av stora och komplexformade strukturella delar. Reaktionssintrad kiselkarbid används mest i högtemperaturugnverktyg, flametrowers, värmeväxlare, optiska reflektorer etc.

 

Fördelarna med sintring av atmosfärstryck är låga produktionskostnader, inga begränsningar för produktens form och storlek, hög densitet för de beredda produkterna, enhetlig mikrostruktur och utmärkt omfattande materialprestanda. Därför är det mer lämpligt för framställning av precisionsstrukturella delar, såsom tätningar, skjutlager och skottsäker rustning i olika mekaniska pumpar, optiska reflektorer, halvledarskivfixturer, etc.

 

Omkristalliserad kiselkarbid har en ren kristallfas, innehåller inte föroreningar, har en hög porositet, utmärkt värmeledningsförmåga och termisk chockmotstånd och är ett idealiskt kandidatmaterial för högtemperaturverktyg, värmeväxlare eller förbränningsmunstycken.

 

Populära Taggar: omkristalliserat membran, Kina omkristalliserade membrantillverkare, leverantörer, fabrik