طريقة تشكيل سيراميك كربيد البورون
يعود تاريخ كربيد البورون إلى ما يقرب من 170 عامًا من التطور، وقد تمت دراسة تركيبه الذري على نطاق واسع في السنوات الأخيرة. هيكلها البلوري الرئيسي هو عشروني الوجوه مكون من 12 ذرة وسلسلة من ثلاث ذرات متصلة بالمجسم العشروني. يُعرف هذا الهيكل أيضًا بالهيكل السداسي، حيث يمكن لذرات الكربون وذرات البورون أن تحل محل بعضها البعض، مما يؤدي إلى احتواء كربيد البورون على العديد من الأيزومرات.
يحدد التركيب البلوري الفريد لكربيد البورون خصائصه الممتازة العديدة. يتمتع كربيد البورون بصلابة عالية للغاية (في المرتبة الثانية بعد نيتريد الماس والبورون المكعب)، ولا تتغير صلابته بشكل كبير في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة؛ يتمتع كربيد البورون بكثافة منخفضة ونقطة انصهار وغليان عالية؛ مقاومة ممتازة للصدمات الحرارية واستقرار حراري جيد؛ كربيد البورون غير قابل للذوبان في الماء ولا يتفاعل مع الأحماض أو القواعد في درجة حرارة الغرفة؛ وفي الوقت نفسه، يتمتع كربيد البورون بقدرة قوية للغاية على امتصاص النيوترونات، مع مقطع عرضي عالي لالتقاط النيوترونات وطيف واسع من طاقة الالتقاط.
طريقة تشكيل سيراميك كربيد البورون
صب الضغط الجاف
يعد الضغط الجاف طريقة قولبة شائعة الاستخدام لتحضير أجسام سيراميك كربيد البورون. امزجي المسحوق مع كمية صغيرة من المادة اللاصقة لتشكيل كريات، ثم ضعيها في القالب، ثم اضغطي على المكبس. تقترب جزيئات المسحوق من بعضها البعض في القالب وتتحد بإحكام تحت تأثير الاحتكاك الداخلي، لتشكل جسمًا أخضر ذو شكل معين. وفقًا لحجم سمك العينة، يمكن تقسيمها إلى ضغط فردي وضغط ثنائي الاتجاه. عندما يكون سمك العينة صغيرًا (
صب هلام
تتمثل عملية صب الهلام في خلط مسحوق السيراميك مع المحلول المائي للمونومر العضوي وعامل الارتباط المتقاطع والمشتت لتحضير معلق بمحتوى صلب عالي ولزوجة منخفضة، ثم إضافة البادئ والمحفز لحقن المعلق في المادة غير المسامية. قالب. في ظل ظروف درجات حرارة معينة، يتم حث المونومر العضوي على البلمرة لتشكيل بنية هلامية شبكية ثلاثية الأبعاد، مما يؤدي إلى ترسيخ الملاط في الموقع لتشكيل اللون الأخضر الخزفي. هذه الطريقة يمكن أن تلبي متطلبات صب الحجم الصافي القريب. إن مفتاح عملية صب الهلام هو تحضير ملاط B4C-Al بمحتوى صلب عالي وسيولة جيدة. بالنسبة للسيراميك المركب من كربيد البورون والألمنيوم، يجب أخذ تأثير المحتوى المشتت والصلب على لزوجة الملاط بعين الاعتبار عند اعتماد عملية صب الهلام.
يتميز صب الجل بالعديد من المزايا مقارنة بطرق القولبة التقليدية. نظرًا للملء الكافي للملاط السائل المتدفق في القالب، يمكن لهذه العملية تحضير مكونات معقدة الشكل ذات قوة عالية ولدونة جيدة للجسم الأخضر، والتي يمكن تشكيلها إلى مكونات أكثر دقة. بالإضافة إلى ذلك، القالب لا يتطلب متطلبات عالية، والمكونات الملبدة لديها درجة نقاء عالية، مما يجعل هذه الطريقة لها آفاق واسعة. بالإضافة إلى ذلك، تحتوي هذه الطريقة على نطاق واسع من التطبيقات ويمكنها تحضير مواد مفردة أو مركبة. ومع ذلك، فإن تكلفة المونومرات المستخدمة في هذه العملية مرتفعة نسبيًا بشكل عام، ولا تتمتع بميزة تنافسية في تحضير منتجات ذات أشكال بسيطة وقيمة مضافة منخفضة.
تشكيل الضغط متساوي الاستاتيك
الضغط المتوازن هو طريقة لوضع عينة من كربيد البورون تحت الضغط في حاوية، باستخدام خاصية السائل لنقل الضغط بالتساوي، والضغط بشكل موحد على العينة من جميع الاتجاهات للحصول على جسم أخضر كثيف.
بالمقارنة مع ضغط القالب الفولاذي، فإن طريقة التشكيل هذه لها مزايا أكثر. إحداها هي القدرة على قمع الأشكال المعقدة مثل الأشكال المقعرة والمجوفة؛ ثانيا، أثناء الضغط، الإزاحة النسبية بين مسحوق كربيد البورون والقالب المرن صغيرة جدا، وبالتالي فإن فقدان الاحتكاك صغير أيضا وتوزيع كثافة الفراغ المضغوط موحد؛ والثالث هو أن البليت يتمتع بقوة عالية مما يسهل عملية المعالجة والنقل. نظرًا لاستخدام المطاط والبلاستيك كمواد قوالب، فإن التكلفة منخفضة نسبيًا. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي الضغط المتوازن على البارد إلى زيادة كثافة الكتلة الملبدة بشكل كبير، وتغيير توزيع حجم المسام، وتقليل المسام الصغيرة، وزيادة متوسط حجم المسام لتجانس الهيكل، وهو أمر مفيد جدًا للتلبيد اللاحق.