Le carbure de silicium est un composé combiné avec des liaisons covalentes c-c-. Il a une bonne résistance à l'usure et une résistance aux chocs thermiques, ainsi qu'une forte résistance à la corrosion et une conductivité thermique élevée. Il est largement utilisé dans la fabrication de l'aérospatiale et des machines. , Petrochimie, industries de la fusion métallique et de l'électronique, en particulier la bride en céramique pour la production de pièces résistantes à l'usure et de pièces structurelles à haute température. Réaction Les céramiques de carbure de silicium fritté sont l'une des premières céramiques structurelles à être produites industriellement. Les céramiques de carbure de silicium frittées traditionnelles sont faites de poudre de carbure de silicium et d'une petite quantité de poudre de carbone comme matières premières, et sont frittes par une réaction d'infiltration de silicium à haute température. Le temps de moisissure en céramique de frittage est long, la température est élevée, la consommation d'énergie est importante et le coût est élevé. Avec la large application de la technologie de carbure de silicium fritté par réaction, la céramique de carbure de silicium fritté réactionnel ne peut pas répondre aux exigences industrielles pour la complexité de la forme de la céramique en carbure de silicium. Ces dernières années, certaines nanopowders en carbure de silicium ont été utilisées pour préparer des céramiques en carbure de silicium avec une forte densité de frittage et une forte résistance à la flexion, ce qui améliore considérablement les propriétés mécaniques du matériau. Cependant, le prix des matières premières de Silicon Carbide Nano Powder est supérieure à 10 000 yuans par tonne, et le coût de production est trop élevé, ce qui n'est pas propice à une promotion à grande échelle. Dans ce travail, la réaction du corps vert en céramique en carbure de silicium a été préparée par une technologie de coulis en utilisant de la poudre de carbone en bois à partir d'une large gamme comme source de carbone et carbure de silicium micron comme agrégat. Cela peut non seulement éliminer la pré-synthèse de la poudre de carbure de silicium, réduire le coût de préparation de la céramique en carbure de silicium, mais également préparer des produits à parois minces avec une grande taille et une forme complexe, qui fournit une certaine référence pour l'amélioration des performances et l'application de pièce en céramique de réaction céramique de carbure de silicium fritté. test 1. matières premières Les matériaux de test sont: D50 = 3,6 μm de carbure de silicium, W (sic) ≥98%; D50 = 0,5 μm de carbone noir, w (c) ≥99%; d50 = 10 μm de graphite, w (c) ≥99%; Les dispersants sont la polyvinylpyrrolidone K30 (la valeur K est de 27-33) et K90 (la valeur K est de 88-96); Agent réducteur de l'eau Polycarboxylique CE-64, agent de libération de moisissure AO, eau déionisée. 2. Préparation des échantillons Testez les ingrédients selon le tableau 1, remuez avec un agitateur électrique pendant 4 h et obtenez une suspension uniformément mélangée. Gardez la viscosité de la suspension ≤ 1000 MPa · s, versez la suspension mixte dans le moule de gypse préparé pour la coulée et laissez-le reposer 2-3 min pour déshydrater le moule de gypse pour obtenir un blanc. Après avoir été placé dans un endroit frais pendant 48 h, le blanc a été retiré du moule en plâtre pour obtenir un corps vert, qui a été séché dans un four à séchage à l'aspirateur à 80 ° C pendant 4 à 6 h, puis dégommé dans un étouffement four à 800 ° C pendant 2 h pour obtenir un corps vert. La poudre mélangée de noir de carbone, de poudre de silicium et de nitrure de bore avec un rapport de masse de 1: 100: 2000 a été utilisée comme poudre d'incorporation pour intégrer le corps vert, et fritté dans une fournaise de frittage à 1720 ° C pendant 2 h. Céramique en carbure de silicium en poudre.
3. Test de performance
Le viscosenté en rotation a été utilisé pour mesurer la viscosité de la suspension à température ambiante avec différents temps d'agitation (1 à 5 h). La résistance à la flexion de l'échantillon, la taille de l'échantillon est de 3 mm × 4 mm × 36 mm, la portée est de 30 mm et la vitesse de charge est de 0,5 mm · min-1. La composition de phase et la microstructure des échantillons tirés à 1720 ℃ ont été analysées par XRD et SEM.
résultats et discussion
1. Propriétés physiques
1.1 Influence du temps d'agitation sur la viscosité du lisier, la densité en vrac verte et la porosité apparente
Les figures 1 et 2 montrent respectivement la relation entre le temps d'agitation de l'échantillon 2 # et la viscosité de la suspension, et la relation entre le temps d'agitation et la densité en vrac et la porosité apparente du corps vert.
On peut voir sur la figure 1 qu'avec l'augmentation du temps d'agitation, la viscosité de la puce en céramique diminue et que la viscosité de la suspension atteint un minimum de 721 MPa à 4 h, puis a tendance à être plate. La figure 2 montre que la densité en vrac de l'échantillon 2 # est de 1,47 g · cm-3 au maximum, et la porosité apparente est la plus faible à 32,4%. Plus la viscosité est faible, meilleure est la dispersibilité et plus la suspension est dispersée, ce qui est plus propice à l'amélioration des performances de la céramique en carbure de silicium. Par conséquent, la viscosité de la suspension utilisée pour la préparation de la céramique en carbure de silicium en poudre fine est relativement faible. Un temps d'agitation insuffisant entraînera un mélange inégal de poudre fine en carbure de silicium. Si le temps d'agitation est trop long, plus d'eau sera évaporée et le système sera instable, ce qui n'est pas propice à la préparation de matériaux en céramique en carbure de silicium en silicium en poudre avec excellentes performances. En conclusion, le temps d'agitation optimal pour la suspension mixte est de 4 h.
1.2 Influence du graphite sur la viscosité de la liaison, la densité en vrac verte et la porosité apparente
Le tableau 2 répertorie la viscosité du suspension, la densité en vrac verte et la porosité apparente de l'échantillon 2 # ADD en graphite et un échantillon 6 # non ajouté. On peut voir qu'après avoir ajouté du graphite, la viscosité de la suspension diminue, la densité en vrac du corps vert augmente et la porosité apparente diminue. En raison de l'effet lubrifiant du graphite, la viscosité de la suspension est réduite, la suspension préparée est uniformément dispersée et la densité de la céramique en carbure de silicium en poudre pleine fin est augmentée. La suspension sans graphite ajoutée a une viscosité élevée, une mauvaise dispersibilité et une stabilité. Par conséquent, il est nécessaire d'ajouter du graphite pour préparer des matériaux en céramique en carbure de silicium en poudre fine.
