Dalam beberapa tahun terakhir, beberapa nanopowder silikon karbida telah digunakan untuk menyiapkan keramik silikon karbida dengan kepadatan sintering tinggi dan kekuatan lentur tinggi, yang sangat meningkatkan sifat mekanik material. Namun, harga silikon karbida nano bubuk bahan baku lebih dari 10.000 yuan per ton, dan biaya produksinya terlalu tinggi, yang tidak kondusif untuk promosi skala besar. Dalam karya ini, reaksi tubuh hijau silikon karbida keramik disiapkan dengan teknologi grouting menggunakan bubuk karbon kayu dari berbagai sumber karbon dan mikron silikon karbida sebagai agregat. Ini tidak hanya dapat menghilangkan pra-sintesis bubuk silikon karbida, mengurangi biaya persiapan keramik silikon karbida, tetapi juga menyiapkan produk berdinding tipis dengan ukuran besar dan bentuk kompleks, yang memberikan referensi tertentu untuk peningkatan kinerja dan aplikasi bagian keramik dari reaksi sintered silikon karbida keramik.
uji
1. Bahan Baku
Bahan uji adalah: D50 = 3.6μm silikon karbida, W (sic) ≥98%; D50 = 0,5μm karbon hitam, W (C) ≥99%; D50 = 10μm grafit, W (C) ≥99%; Dispersannya adalah Polyvinylpyrrolidone K30 (nilai K adalah 27-33) dan K90 (nilai K adalah 88-96); Agen pereduksi air asam polikarboksilat CE-64, agen pelepasan cetakan AO, air deionisasi.
2. Persiapan spesimen
Bahan uji menurut Tabel 1, aduk dengan pengaduk listrik selama 4 jam, dan dapatkan bubur campuran yang seragam. Simpan viskositas bubur ≤1000 MPa · s, tuangkan bubur campuran ke dalam cetakan gipsum yang disiapkan untuk casting, dan diamkan selama 2-3 menit untuk mendehidrasi cetakan gipsum untuk mendapatkan kosong. Setelah ditempatkan di tempat yang sejuk selama 48 jam, kosong dikeluarkan dari cetakan plester untuk mendapatkan tubuh hijau, yang dikeringkan dalam oven pengeringan vakum pada suhu 80 ° C selama 4 hingga 6 jam, dan kemudian didegum dalam rendahan Tungku pada 800 ° C selama 2 jam untuk mendapatkan tubuh hijau. Bubuk campuran karbon hitam, bubuk silikon dan boron nitrida dengan rasio massa 1: 100: 2000 digunakan sebagai bubuk embedding untuk menanamkan tubuh hijau, dan disinter dalam tungku sintering pada 1720 ° C selama 2 jam. Keramik silikon karbida bubuk.
3. Pengujian Kinerja
Viskometer rotasi digunakan untuk mengukur viskositas bubur pada suhu kamar dengan waktu pengadukan yang berbeda (1 hingga 5 jam). Kekuatan lentur sampel, ukuran sampel adalah 3 mm × 4 mm × 36 mm, rentangnya adalah 30 mm, dan kecepatan pemuatan 0,5 mm · min-1. Komposisi fase dan struktur mikro sampel yang ditembakkan pada 1720 ℃ dianalisis dengan XRD dan SEM.
hasil dan Diskusi
1. Sifat fisik
1.1 Pengaruh waktu pengadukan pada viskositas bubur, kepadatan curah hijau dan porositas yang jelas
Gambar 1 dan Gambar 2 masing -masing menunjukkan hubungan antara waktu pengadukan dari sampel 2# dan viskositas bubur, dan hubungan antara waktu pengadukan dan kepadatan curah dan porositas yang jelas dari tubuh hijau.
Dapat dilihat dari Gambar 1 bahwa dengan peningkatan waktu pengadukan, viskositas chip keramik berkurang, dan viskositas bubur mencapai minimal 721 MPa S pada 4 jam, dan kemudian cenderung rata. Gambar 2 menunjukkan bahwa kepadatan curah sampel 2# adalah 1,47 g · cm-3 pada maksimum, dan porositas yang jelas adalah yang terendah pada 32,4%. Semakin rendah viskositas, semakin baik dispersibilitas, dan semakin seragam bubur tersebar, yang lebih kondusif untuk meningkatkan kinerja keramik silikon karbida. Oleh karena itu, viskositas bubur yang digunakan untuk persiapan keramik silikon karbida bubuk halus relatif rendah. Waktu pengadukan yang tidak mencukupi akan menyebabkan pencampuran bubuk halus silikon karbida yang tidak rata. Jika waktu pengadukan terlalu lama, lebih banyak air akan diuapkan dan sistemnya tidak stabil, yang tidak kondusif untuk persiapan bahan keramik silikon karbida halus halus dengan kinerja yang sangat baik. Sebagai kesimpulan, waktu pengadukan yang optimal untuk bubur campuran adalah 4 jam.
1.2 Pengaruh grafit pada viskositas bubur, kepadatan curah hijau dan porositas yang jelas
Tabel 2 mencantumkan viskositas bubur, kepadatan curah hijau dan porositas nyata dari sampel 2# grafit-tambah dan sampel 6# untom. Dapat dilihat bahwa setelah menambahkan grafit, viskositas bubur berkurang, kepadatan curah tubuh hijau meningkat, dan porositas yang jelas berkurang. Karena efek pelumas grafit, viskositas bubur berkurang, bubur yang disiapkan tersebar seragam, dan kepadatan keramik silikon karbida silikon halus ditingkatkan. Bubur tanpa grafit tambahan memiliki viskositas tinggi, dispersibilitas yang buruk dan stabilitas. Oleh karena itu, perlu untuk menambahkan grafit untuk menyiapkan bahan keramik silikon karbida bubuk halus penuh.