O carboneto de silício é um composto combinado com ligações covalentes C-Si. Possui boa resistência ao desgaste e resistência ao choque térmico, além de forte resistência à corrosão e alta condutividade térmica. É amplamente utilizado na fabricação aeroespacial e de máquinas. , Indústrias petroquímicas, de fundição de metal e eletrônicos, especialmente flange cerâmica para a produção de peças resistentes ao desgaste e peças estruturais de alta temperatura. A cerâmica de carboneto de silício sinterizada da reação é uma das primeiras cerâmicas estruturais a serem produzidas industrialmente. A cerâmica tradicional de carboneto de silício sinterizada da reação é feita de pó de carboneto de silício e uma pequena quantidade de pó de carbono como matérias -primas, e é sinterizada por reação de infiltração de silício de alta temperatura. O tempo de mofo de cerâmica de sinterização é longo, a temperatura é alta, o consumo de energia é grande e o custo é alto. Com a ampla aplicação da tecnologia de carboneto de silício sinterizado de reação, a cerâmica tradicional de carboneto de silício de reação sinterizada não pode atender aos requisitos industriais para a complexidade da forma da cerâmica de carboneto de silício. 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.
