特種陶瓷原料到設(shè)備的選用

.⑶測(cè)溫系統(tǒng)充氣系統(tǒng)真空系統(tǒng)壓機(jī)系統(tǒng)電控系統(tǒng)氣控系統(tǒng)水冷系統(tǒng)[10,11]。特點(diǎn)無(wú)壓燒結(jié)爐具有加熱速度快、生產(chǎn)效率高、氧化脫炭少、節(jié)省材料與鍛模成本,工作環(huán)境優(yōu)越、提高工人勞動(dòng)環(huán)境和公司形象、無(wú)污染、低耗能,加熱均勻,芯表溫差極小,溫控精度高的優(yōu)點(diǎn)[1]。還可以制備形狀復(fù)雜的零件和大尺寸的碳化硅陶瓷部件,而且相對(duì)容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化,因此,被認(rèn)為是碳化硅陶瓷復(fù)合材料最有前途的燒結(jié)方法,與反應(yīng)燒結(jié)方法相比無(wú)壓燒結(jié)碳化硅的純度較高,SiC的質(zhì)量分?jǐn)?shù)>97%,耐腐蝕性大大優(yōu)于反應(yīng)燒結(jié)碳化硅,產(chǎn)品更具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。2.5微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)2.5.1特點(diǎn)對(duì)sic燒結(jié)塊進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲、撕裂、90°剝離、剪切、粘合力、拔出力、延伸伸長(zhǎng)率等檢測(cè)。2.5.2技術(shù)參數(shù)表2-5-1.2.6維氏硬度計(jì) 2.6.1技術(shù)參數(shù)測(cè)量范圍5-2900HV試驗(yàn)力9.807、49.03、98.07、196.1、294.2、490.3牛頓<1、5、10、20、30、50公斤力>試件允許最大高度180毫米壓頭中心至機(jī)壁距離125毫米光學(xué)測(cè)微計(jì)放大倍數(shù)50倍最小檢測(cè)單位0.5微米電

源交流220伏,50/60赫茲外形尺寸580x260x730毫米重

量約90千克特點(diǎn)無(wú)摩擦主軸,試驗(yàn)力精度高；數(shù)字式壓痕自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)；試驗(yàn)過(guò)程自動(dòng)化,無(wú)人為操作誤差；大型LCD液晶顯示屏,菜單操作,功能齊全〔數(shù)據(jù)處理、硬度轉(zhuǎn)換等；自動(dòng)數(shù)字顯示,無(wú)人為讀數(shù)誤差；隨機(jī)打印機(jī)打印硬度測(cè)試結(jié)果；精度符合GB/T4340.2ISO6507-2和美國(guó)ASTME92。2.7噴霧干燥塔 2.7.1噴霧干燥塔的結(jié)構(gòu)組成如圖2-1所示。圖2-11.過(guò)濾器

2.送風(fēng)機(jī)

3.加熱器〔電、蒸汽、燃油、煤4.料糟

5.供料泵

6.霧化器

7.干燥塔8.一級(jí)收塵器<旋風(fēng)分離器>

9.二級(jí)收塵器<旋風(fēng)分離器,袋濾器>10.引風(fēng)機(jī)

11.濕式除塵器<水沫除塵器>2.7.2干燥塔工作原理空氣通過(guò)加熱器轉(zhuǎn)化為熱空氣,進(jìn)入裝置在干燥室頂部的熱風(fēng)分配器,然后均勻的進(jìn)入干燥室,并呈螺旋狀轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)將料液送至裝置在干燥室頂部的離心霧化器,使料液霧化成極小的霧化液滴,料液和熱空氣并流接觸,水份迅速蒸發(fā),在極短的時(shí)間內(nèi)干燥為成品。成品經(jīng)干燥塔底部和旋風(fēng)分離器排出,廢氣由風(fēng)機(jī)抽出排空。3、物料的選擇3.1SiC粉末的合成SiC在地球上幾乎不存在,僅在隕石中有所發(fā)現(xiàn),因此,工業(yè)上應(yīng)用的SiC粉末都為人工合成。目前,合成SiC粉末的主要方法有：3.1.1Acheson法：這是工業(yè)上采用最多的合成方法,即用電將石英砂和焦炭的混合物加熱至2500℃左右高溫反應(yīng)制得。因石英砂和焦炭中通常含有Al和Fe等雜質(zhì),在制成的SiC中都固溶有少量雜質(zhì)。其中,雜質(zhì)少的呈綠色,雜質(zhì)多的呈黑色。3.1.2化合法：在一定的溫度下,使高純的硅與碳黑直接發(fā)生反應(yīng)。由此可合成高純度的β-SiC粉末。3.1.3熱分解法：使聚碳硅烷或三氯甲基硅等有機(jī)硅聚合物在1200～1500℃的溫度范圍內(nèi)發(fā)生分解反應(yīng),由此制得亞微米級(jí)的β-SiC粉末。3.1.4氣相反相法：使SiCl4和SiH4等含硅的氣體以及CH4、C3H8、C7H8和<Cl4等含碳的氣體或使CH3SiCl3、<CH3>2SiCl2和Si<CH3>4等同時(shí)含有硅和碳的氣體在高溫下發(fā)生反應(yīng),由此制備納米級(jí)的β-SiC超細(xì)粉。3.2主要原料本工藝直接采用β－SiC粉,并通過(guò)氣流磨提高其比表面積和降低含氧量。3.3其他原料同時(shí)添加B和C時(shí),以實(shí)現(xiàn)SiC陶瓷的高密度化。B的添加量在0．5％左右,C的添加量取決于SiC原料中氧含量高低,通常C的添加量與SiC粉料中的氧含量成正比[12]。粘結(jié)劑：環(huán)氧樹(shù)脂。輔助劑：主要包括各類燒結(jié)助劑以及制備工藝當(dāng)中的分散劑等,有碳化硼、石油焦、炭黑、聚乙二醇、無(wú)水乙醇、三聚磷酸鈉等[13]。第三章工藝流程：粗粉〔原料—細(xì)磨—酸洗〔除雜—干燥—輸送—成型—燒結(jié)—包裝第四章性能測(cè)試 體積密度、吸水率和氣孔率的測(cè)定<文獻(xiàn)：劉明剛,碳化硅陶瓷的無(wú)壓燒結(jié)及性能研究,2009.05>用液體浸泡試樣,然后再用沸水煮3h,盡量使試樣達(dá)到飽和。用液體靜力天平和電子天平稱干試樣質(zhì)量<m1>、飽和試樣表觀質(zhì)量<m2>、飽和試樣空氣中質(zhì)量<m3>和浸漬液體的密度<Dl>。體積密度按下式計(jì)算：[<>]100%132D=m×Dm?m×bl〔3.1吸水率按下式計(jì)算：[<>]100%311W=m?mm×a〔3.2氣孔率按下式計(jì)算：[<><>]100%3132P=m?mm?m×a〔3.3式中：m1—干試樣質(zhì)量；m2—飽和試樣表觀質(zhì)量；m3—飽和試樣空氣中質(zhì)量；Dl—實(shí)驗(yàn)溫度下,浸漬液體密度,單位：g/cm3<本實(shí)驗(yàn)選用液體為蒸餾水,密度為1g/cm3>。3.2抗壓強(qiáng)度的測(cè)定抗壓強(qiáng)度指外力只是壓力時(shí)材料的強(qiáng)度極限,特種陶瓷的抗壓強(qiáng)度是指在無(wú)側(cè)束狀態(tài)下所能承受的最大壓力,換言之,它指把特種陶瓷加壓至破裂所需要的應(yīng)力。試樣實(shí)驗(yàn)時(shí)受壓方向應(yīng)為制品成型時(shí)加壓方向,加載速率為90MPa/min?？箟簭?qiáng)度的計(jì)算公式：RC=P/A〔3.4〔3.5式中：A—試樣受壓面積〔cm2；d1、d2—試樣上、下受壓面的直徑〔cm；P—試樣破壞時(shí)的壓力〔kg；Rc—試樣的抗壓強(qiáng)度〔kg/cm2。其中：1MPa=1N/mm2。第六章參考文獻(xiàn)[1]陳宇紅；韓鳳蘭；吳瀾爾,碳化硅陶瓷的無(wú)壓燒結(jié)技術(shù),XX工程技術(shù),2002,1〔1[12]Prochakza5.Sinteringofsilieonearbide[A〕.BurkeJJ.Por-eeedinofthecoerreneeoncearmiesofhighapplieations[C],Hyans:MA1975:239.[13]劉明剛.碳化硅陶瓷的無(wú)壓燒結(jié)及性能研究[D].XX科技大學(xué).2009年[2]趙霞；唐竹興,碳化硅陶瓷材料的成型工藝進(jìn)展,現(xiàn)代技術(shù)陶瓷,2010年第4期[3]徐森,氣流粉碎制備碳化硅微粉初探,中國(guó)粉體技術(shù),2002,8〔6[4]李文新；李文輝,常壓燒結(jié)碳化硅陶瓷的力學(xué)性能與質(zhì)量密度,XX理工大學(xué)學(xué)報(bào),2002,7〔2[5]宋祖?zhèn)ィ淮鏖L(zhǎng)虹；翁長(zhǎng)根,碳化硅陶瓷粉體的制備技術(shù),XX化工學(xué)院學(xué)報(bào),2001,22<2>[6]魯燕萍,陶瓷冷等靜壓成型技術(shù),北京真空電子技術(shù)研究所,2011年04期[7]劉景林,在生產(chǎn)結(jié)構(gòu)陶瓷工藝中冷態(tài)等靜壓成型方法的特點(diǎn),耐火與石灰,2007年03期[8]賀峻;康永林;任學(xué)平,數(shù)值模擬在陶瓷粉末材料冷等靜壓過(guò)程中的應(yīng)用,材料科學(xué)與工藝,2002年01期[9]陸有軍;吳瀾爾;陳