Son yıllarda, bazı silikon karbür nanopowders, yüksek sinterleme yoğunluğu ve yüksek eğilme mukavemeti olan silikon karbür seramiklerini hazırlamak için kullanılmıştır, bu da malzemenin mekanik özelliklerini büyük ölçüde geliştirir. Bununla birlikte, silikon karbür nano toz hammaddelerinin fiyatı ton başına 10.000 yuan'dan fazladır ve üretim maliyeti çok yüksektir, bu da büyük ölçekli promosyona elverişli değildir. Bu çalışmada, reaksiyon sinterlenmiş silikon karbür seramik yeşil gövdesi, karbon kaynağı olarak geniş bir aralık ve agrega olarak mikron silikon karbürden ahşap karbon tozu kullanılarak harç teknolojisi ile hazırlandı. Bu sadece silikon karbür tozunun ön sentezini ortadan kaldırmakla kalmaz, silikon karbür seramiklerinin hazırlık maliyetini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda performans iyileştirmesi ve seramik kısım uygulaması için belirli bir referans sağlayan büyük boyutlu ve karmaşık şekle sahip ince duvarlı ürünler hazırlayabilir. reaksiyon sinterlenmiş silikon karbür seramikleri.
Ölçek
1. Hammaddeler
Test malzemeleri şunlardır: D50 = 3.6μm silikon karbür, W (sic) ≥%98; D50 = 0.5μm karbon siyahı, W (c) ≥99; D50 = 10μm grafit, W (c) ≥99; Disperentler polivinilpirrolidon K30 (k değeri 27-33) ve K90 (k değeri 88-96'dır); Su Azaltıcı Ajan Polikarboksilik Asit CE-64, Kalıp Serbest Bırakma Ajanı AO, Deiyonize Su.
2. Örnek hazırlığı
Malzemeleri Tablo 1'e göre test edin, 4 saat boyunca bir elektrik karıştırıcı ile karıştırın ve eşit derecede karışık bir bulamaç elde edin. Bulamaç ≤1000 MPa · s'nin viskozitesini koruyun, karışık bulamaç döküm için hazırlanan alçı kalıbına dökün ve bir boşluk elde etmek için alçı kalıbını dehidre etmek için 2-3 dakika bekletin. 48 saat boyunca serin bir yere yerleştirildikten sonra, boşluk, 4 ila 6 saat boyunca 80 ° C'de vakum kurutma fırında kurutulmuş ve daha sonra bir muazzamda yırtık edilmiş yeşil bir gövde elde etmek için alçı kalıbından çıkarıldı. Yeşil bir gövde elde etmek için 2 saat boyunca 800 ° C'de fırın. Yeşil gövdeyi gömmek için gömme tozu olarak 1: 100: 2000 kütle oranı olan karbon siyahı, silikon tozu ve bor nitrürün karışık tozu ve 2 saat boyunca 1720 ° C'de sinterleme fırında sinterleme fırında sinterleme tozu olarak kullanıldı. Toz silikon karbür seramikleri.
3. Performans Testi
Rotasyonel viskozimetre, oda sıcaklığında bulamaç viskozitesini farklı karıştırma süreleri (1 ila 5 saat) ile ölçmek için kullanıldı. Numunenin bükülme mukavemeti, numune boyutu 3 mm x 4 mm x 36 mm, açıklık 30 mm ve yükleme hızı 0.5 mm · min-1'dir. 1720 ℃ 'de ateşlenen numunelerin faz bileşimi ve mikro yapısı XRD ve SEM ile analiz edildi.
sonuçlar ve tartışma
1. Fiziksel Özellikler
1.1 Karıştırma süresinin bulamaç viskozitesi, yeşil kütle yoğunluğu ve görünür gözeneklilik üzerindeki etkisi
Şekil 1 ve Şekil 2, sırasıyla 2# numunesinin karıştırma süresi ile bulamaç viskozitesi ile karıştırma süresi ile yığın yoğunluğu ile yeşil vücudun görünür gözenekliliği arasındaki ilişkiyi göstermektedir.
Şekil l'den, karıştırma süresinin artmasıyla seramik çip viskozitesinin azaldığı ve bulamaç viskozitesinin 4 saatte minimum 721 MPa'ya ulaştığı ve daha sonra düz olma eğiliminde olduğu görülebilir. Şekil 2, numune 2# 'nin kütle yoğunluğunun maksimum 1.47 g · cm-3 olduğunu ve görünür gözenekliliğin%32.4 ile en düşük olduğunu göstermektedir. Viskozite ne kadar düşük olursa, dağılabilirlik o kadar iyi olur ve bulamaç o kadar düzgün olur, bu da silikon karbür seramiklerinin performansını iyileştirmeye daha elverişlidir. Bu nedenle, tam ince toz silikon karbür seramiklerinin hazırlanması için kullanılan bulamaç viskozitesi nispeten düşüktür. Yetersiz karıştırma süresi, silikon karbür ince tozun eşit olmayan karıştırılmasına yol açacaktır. Karıştırma süresi çok uzunsa, daha fazla su buharlaşacak ve sistem kararsız olacaktır, bu da mükemmel performansa sahip tam ince toz silikon karbür seramik malzemelerinin hazırlanmasına elverişli değildir. Sonuç olarak, karışık bulamaç için optimal karıştırma süresi 4 saattir.
1.2 Grafitin bulamaç viskozitesi, yeşil yığın yoğunluğu ve görünür gözeneklilik üzerindeki etkisi
Tablo 2, grafit eklenmiş 2# numune ve eklenmemiş 6# numunenin bulamaç viskozitesini, yeşil yığın yoğunluğunu ve görünür gözenekliliğini listelemektedir. Grafit eklendikten sonra, bulamaç viskozitesinin azaldığı, yeşil gövdenin kütle yoğunluğunun arttığı ve görünen gözenekliliğin azaldığı görülebilir. Grafitin yağlama etkisi nedeniyle, bulamaç viskozitesi azalır, hazırlanan bulamaç eşit olarak dağılır ve tam ince toz silikon karbür seramiklerinin yoğunluğu artar. Ek grafitsiz bulamaç yüksek viskozite, zayıf dağılabilirlik ve stabiliteye sahiptir. Bu nedenle, tam ince toz silikon karbür seramik malzemeleri hazırlamak için grafit eklemek gerekir.