Nos últimos anos, alguns nanopowders de carboneto de silício foram usados para preparar cerâmica de carboneto de silício com alta densidade de sinterização e alta resistência à flexão, o que melhora bastante as propriedades mecânicas do material. No entanto, o preço das matérias-primas de nano em pó de carboneto de silício é superior a 10.000 yuan por tonelada, e o custo de produção é muito alto, o que não é propício à promoção em larga escala. Neste trabalho, o corpo verde cerâmico verde de carboneto sinterizado da reação sinterizado foi preparado pela tecnologia de rejuntamento usando pó de carbono de madeira de uma ampla gama como fonte de carbono e carboneto de silício mícrons como agregado. Isso pode não apenas eliminar a pré-síntese do pó de carboneto de silício, reduzir o custo de preparação da cerâmica de carboneto de silício, mas também preparar produtos de paredes finas com tamanho grande e forma complexa, o que fornece uma certa referência para a melhoria do desempenho e a aplicação de peças de cerâmica de cerâmica de carboneto de silício sinterizado de reação.
teste
1. Matérias -primas
Os materiais de teste são: d50 = 3,6μm de carboneto de silício, w (sic) ≥98%; d50 = 0,5μm de preto de carbono, W (c) ≥99%; d50 = grafite de 10μm, W (c) ≥99%; Os dispersantes são polivinilpirrolidona K30 (valor de K é 27-33) e K90 (K valor é 88-96); Agente de redução de água Ce-64 do ácido policarboxílico Ce-64, agente de liberação do molde AO, água desionizada.
2. Preparação de amostras
Teste os ingredientes de acordo com a Tabela 1, mexa com um agitador elétrico por 4 h e obtenha uma pasta uniformemente mista. Mantenha a viscosidade da pasta ≤1000 MPa · s, despeje a pasta mista no molde de gesso preparado para fundição e deixe-o ficar por 2-3 minutos para desidratar o molde de gesso para obter um branco. Depois de ser colocado em um local fresco por 48 h, o espaço em branco foi retirado do molde de gesso para obter um corpo verde, que foi seco em um forno de secagem a vácuo a 80 ° C por 4 a 6 h e depois degumado em uma mufla Forno a 800 ° C por 2 h para obter um corpo verde. O pó misto de preto de carbono, silício em pó e nitreto de boro com uma proporção de massa de 1: 100: 2000 foi usado como pó de incorporação para incorporar o corpo verde e sinterizado em um forno de sinterização a 1720 ° C por 2 h. Cerâmica de carboneto de silício em pó.
3. Teste de desempenho
O viscosímetro rotacional foi usado para medir a viscosidade da pasta à temperatura ambiente com diferentes tempos de agitação (1 a 5 h). A resistência à flexão da amostra, o tamanho da amostra é de 3 mm × 4 mm × 36 mm, a extensão é de 30 mm e a velocidade de carregamento é de 0,5 mm · min-1. A composição da fase e a microestrutura das amostras disparadas em 1720 ℃ foram analisadas por DRX e SEM.
Resultados e discussão
1. Propriedades físicas
1.1 Influência do tempo de agitação na viscosidade da pasta, densidade verde a granel e porosidade aparente
A Figura 1 e a Figura 2 mostram respectivamente a relação entre o tempo de agitação da amostra de 2# e a viscosidade da pasta, e a relação entre o tempo de agitação e a densidade a granel e a porosidade aparente do corpo verde.
Pode ser visto na Figura 1 que, com o aumento do tempo de agitação, a viscosidade do chip de cerâmica diminui e a viscosidade da pasta atinge um mínimo de 721 MPa s às 4 h e depois tende a ser plana. A Figura 2 mostra que a densidade a granel da amostra 2# é de 1,47 g · cm-3 no máximo e a porosidade aparente é a mais baixa em 32,4%. Quanto menor a viscosidade, melhor a dispersibilidade e mais uniformes a pasta é dispersa, o que é mais propício para melhorar o desempenho da cerâmica de carboneto de silício. Portanto, a viscosidade da pasta usada para a preparação de cerâmica de carboneto de silício de silício de pó fino é relativamente baixo. O tempo de agitação insuficiente levará à mistura irregular de pó fino de carboneto de silício. Se o tempo de agitação for muito longo, mais água será evaporada e o sistema será instável, o que não é propício à preparação de materiais de cerâmica de carboneto de silício de silício de fino completo com excelente desempenho. Em conclusão, o tempo ideal de agitação para a pasta mista é de 4 h.
1.2 Influência da grafite na viscosidade da pasta, densidade verde a granel e porosidade aparente
A Tabela 2 lista a viscosidade da pasta, a densidade verde a granel e a porosidade aparente da amostra 2# adicada por grafite e da amostra não adicada de 6#. Pode -se observar que, após a adição de grafite, a viscosidade da pasta diminui, a densidade a granel do corpo verde aumenta e a porosidade aparente diminui. Devido ao efeito lubrificante da grafite, a viscosidade da pasta é reduzida, a pasta preparada é dispersa uniformemente e a densidade da cerâmica de carboneto de silício de silício de fino completo é aumentado. A pasta sem grafite adicionada tem alta viscosidade, baixa dispersibilidade e estabilidade. Portanto, é necessário adicionar grafite para preparar materiais de cerâmica de carboneto de silício de silício completo.