El método de formación de cerámicas de carburo de boro
El carburo de boro tiene una historia de casi 170 años de desarrollo y su estructura atómica ha sido ampliamente estudiada en los últimos años. Su estructura cristalina principal es un icosaedro de 12 átomos y una cadena de tres átomos conectada al icosaedro. Esta estructura también se conoce como estructura hexagonal, donde los átomos de carbono y los átomos de boro pueden reemplazarse entre sí, lo que da como resultado que el carburo de boro tenga muchos isómeros.
La estructura cristalina única del carburo de boro determina sus excelentes propiedades. El carburo de boro tiene una dureza extremadamente alta (solo superada por el diamante y el nitruro de boro cúbico) y su dureza no cambia significativamente en condiciones de alta temperatura; El carburo de boro tiene una baja densidad y un alto punto de fusión y ebullición; Excelente resistencia al choque térmico y buena estabilidad térmica; El carburo de boro es insoluble en agua y no reacciona con ácidos o bases a temperatura ambiente; Mientras tanto, el carburo de boro tiene una capacidad de absorción de neutrones extremadamente fuerte, con una sección transversal de captura de neutrones alta y un amplio espectro de energía de captura.
El método de formación de cerámicas de carburo de boro
Moldeo por prensado en seco
El prensado en seco es un método de moldeo comúnmente utilizado para preparar cuerpos cerámicos de carburo de boro. Mezclar el polvo con una pequeña cantidad de adhesivo para formar bolitas, ponerlas en el molde y aplicar presión sobre la prensa. Las partículas de polvo se acercan entre sí en el molde y se combinan estrechamente bajo la acción de la fricción interna, formando un cuerpo verde con una determinada forma. Según el tamaño del espesor de la muestra, se puede dividir en compresión simple y compresión bidireccional. Cuando el espesor de la muestra es pequeño (
fundición de gel
El proceso de fundición del gel consiste en mezclar el polvo cerámico con la solución acuosa de monómero orgánico, agente reticulante y dispersante para preparar una suspensión con alto contenido de sólidos y baja viscosidad, y luego agregar iniciador y catalizador para inyectar la suspensión en el material no poroso. moho. Bajo ciertas condiciones de temperatura, se induce la polimerización del monómero orgánico para formar una estructura de gel de red tridimensional, lo que da como resultado que la suspensión se solidifique in situ para formar un verde cerámico. Este método puede cumplir con los requisitos de moldeo de tamaño casi neto. La clave del proceso de fundición de gel es preparar una suspensión de B4C-Al con alto contenido de sólidos y buena fluidez. Para las cerámicas compuestas de carburo de boro y aluminio, se debe considerar el efecto del dispersante y el contenido de sólidos sobre la viscosidad de la lechada cuando se adopta el proceso de fundición en gel.
La fundición en gel tiene muchas ventajas sobre los métodos de moldeo tradicionales. Debido al llenado suficiente de lodo líquido que fluye en el molde, este proceso puede preparar componentes de formas complejas con alta resistencia y buena plasticidad del cuerpo verde, que pueden mecanizarse en componentes más precisos. Además, el molde no requiere altos requisitos y los componentes sinterizados tienen una alta pureza, lo que hace que este método tenga amplias perspectivas. Además, este método tiene una amplia gama de aplicaciones y puede preparar materiales simples o compuestos. Sin embargo, el costo de los monómeros utilizados en este proceso es generalmente relativamente alto y no tiene una ventaja competitiva en la preparación de productos con formas simples y bajo valor agregado.
Conformación por prensado isostático
El prensado isostático es un método para colocar una muestra de carburo de boro bajo presión en un recipiente, utilizando la propiedad del líquido para transmitir la presión de manera uniforme y presurizando uniformemente la muestra desde todas las direcciones para obtener un cuerpo verde denso.
En comparación con el prensado de moldes de acero, este método de conformado tiene más ventajas. Una es la capacidad de suprimir formas complejas como cóncavas y huecas; En segundo lugar, durante el prensado, el desplazamiento relativo entre el polvo de carburo de boro y el molde elástico es muy pequeño, por lo que la pérdida por fricción también es pequeña y la distribución de densidad de la pieza prensada es uniforme; La tercera es que la palanquilla tiene una gran resistencia, lo que facilita su procesamiento y transporte. Debido al uso de caucho y plástico como materiales de moldeo, el costo es relativamente bajo. Además, el prensado isostático en frío puede aumentar significativamente la densidad del bloque sinterizado, cambiar la distribución del tamaño de los poros, reducir los poros pequeños y aumentar el tamaño medio de los poros para homogeneizar la estructura, lo cual es muy útil para la sinterización posterior.