Die Formungsmethode von Borcarbid-Keramik
Borcarbid hat eine fast 170-jährige Entwicklungsgeschichte und seine atomare Struktur wurde in den letzten Jahren umfassend untersucht. Seine Hauptkristallstruktur ist ein Ikosaeder mit 12 Atomen und einer Kette aus drei Atomen, die mit dem Ikosaeder verbunden ist. Diese Struktur wird auch als hexagonale Struktur bezeichnet, bei der Kohlenstoffatome und Boratome einander ersetzen können, was dazu führt, dass Borcarbid viele Isomere aufweist.
Die einzigartige Kristallstruktur von Borcarbid bestimmt seine vielen hervorragenden Eigenschaften. Borcarbid hat eine extrem hohe Härte (nach Diamant und kubischem Bornitrid an zweiter Stelle) und seine Härte ändert sich unter Hochtemperaturbedingungen nicht wesentlich; Borcarbid hat eine geringe Dichte und einen hohen Schmelz- und Siedepunkt; Ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit und gute thermische Stabilität; Borcarbid ist wasserunlöslich und reagiert bei Raumtemperatur nicht mit Säuren oder Basen; Mittlerweile verfügt Borcarbid über ein extrem starkes Neutronenabsorptionsvermögen mit einem hohen Neutroneneinfangquerschnitt und einem breiten Einfangenergiespektrum.
Die Formungsmethode von Borcarbid-Keramik
Trockenpressen
Trockenpressen ist ein häufig verwendetes Formverfahren zur Herstellung von Borcarbid-Keramikkörpern. Mischen Sie das Pulver mit einer kleinen Menge Klebstoff zu Pellets, geben Sie diese in die Form und üben Sie Druck auf die Presse aus. Die Pulverpartikel kommen in der Form dicht aneinander und verbinden sich unter der Wirkung der inneren Reibung fest zu einem Grünkörper mit einer bestimmten Form. Je nach Größe der Probendicke kann sie in Einzelkomprimierung und Zwei-Wege-Komprimierung unterteilt werden. Wenn die Probendicke gering ist (
Gelguss
Beim Gelgussverfahren wird das Keramikpulver mit der wässrigen Lösung aus organischem Monomer, Vernetzungsmittel und Dispergiermittel gemischt, um eine Suspension mit hohem Feststoffgehalt und niedriger Viskosität herzustellen. Anschließend werden Initiator und Katalysator hinzugefügt, um die Suspension in das nicht poröse Material zu injizieren Schimmel. Unter bestimmten Temperaturbedingungen wird das organische Monomer zur Polymerisation veranlasst, um eine dreidimensionale Netzwerk-Gelstruktur zu bilden, was dazu führt, dass die Aufschlämmung in situ zu einem keramischen Grünling verfestigt wird. Dieses Verfahren kann die Anforderungen an das Formen in nahezu Nettogröße erfüllen. Der Schlüssel zum Gelgussverfahren liegt in der Herstellung einer B4C-Al-Aufschlämmung mit hohem Feststoffgehalt und guter Fließfähigkeit. Bei Borcarbid-Aluminium-Verbundkeramiken sollte bei der Anwendung des Gelgussverfahrens der Einfluss des Dispergiermittels und des Feststoffgehalts auf die Viskosität der Aufschlämmung berücksichtigt werden.
Gelguss hat viele Vorteile gegenüber herkömmlichen Formmethoden. Aufgrund der ausreichenden Füllung der Form mit fließender flüssiger Aufschlämmung können mit diesem Verfahren komplex geformte Bauteile mit hoher Festigkeit und guter Plastizität des Grünkörpers hergestellt werden, die zu präziseren Bauteilen verarbeitet werden können. Darüber hinaus stellt die Form keine hohen Anforderungen und die gesinterten Bauteile weisen eine hohe Reinheit auf, was diesem Verfahren breite Perspektiven verleiht. Darüber hinaus hat diese Methode ein breites Anwendungsspektrum und kann Einzel- oder Verbundmaterialien herstellen. Allerdings sind die Kosten der in diesem Verfahren verwendeten Monomere im Allgemeinen relativ hoch und es bietet keinen Wettbewerbsvorteil bei der Herstellung von Produkten mit einfachen Formen und geringer Wertschöpfung.
Isostatisches Pressformen
Isostatisches Pressen ist eine Methode, bei der eine Borcarbidprobe in einem Behälter unter Druck gesetzt wird. Dabei wird die Eigenschaft einer Flüssigkeit genutzt, Druck gleichmäßig zu übertragen, und die Probe wird aus allen Richtungen gleichmäßig unter Druck gesetzt, um einen dichten Grünkörper zu erhalten.
Im Vergleich zum Stahlformpressen bietet dieses Umformverfahren weitere Vorteile. Eine davon ist die Fähigkeit, komplexe Formen wie konkave und hohle Formen zu unterdrücken; Zweitens ist beim Pressen die relative Verschiebung zwischen dem Borcarbidpulver und der elastischen Form sehr gering, sodass auch der Reibungsverlust gering ist und die Dichteverteilung des gepressten Rohlings gleichmäßig ist; Der dritte Vorteil besteht darin, dass der Knüppel eine hohe Festigkeit aufweist, wodurch er leicht zu verarbeiten und zu transportieren ist. Aufgrund der Verwendung von Gummi und Kunststoff als Formmaterialien sind die Kosten relativ gering. Darüber hinaus kann durch kaltisostatisches Pressen die Dichte des Sinterblocks deutlich erhöht, die Porengrößenverteilung verändert, kleine Poren reduziert und die durchschnittliche Porengröße erhöht werden, um die Struktur zu homogenisieren, was für das anschließende Sintern sehr hilfreich ist.