روش تشکیل سرامیک های کاربید بور

کاربید بور سابقه ای نزدیک به 170 سال از توسعه دارد و ساختار اتمی آن در سال های اخیر به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است. ساختار کریستالی اصلی آن یک ایکوز وجهی 12 اتمی و یک زنجیره سه اتمی است که به ایکو وجهی متصل است. این ساختار همچنین به عنوان یک ساختار شش ضلعی شناخته می شود که در آن اتم های کربن و اتم های بور می توانند جایگزین یکدیگر شوند و در نتیجه کاربید بور دارای ایزومرهای زیادی است.

ساختار کریستالی منحصر به فرد کاربید بور خواص بسیار عالی آن را تعیین می کند. کاربید بور دارای سختی بسیار بالایی است (پس از الماس و نیترید بور مکعبی) و سختی آن در شرایط دمای بالا به طور قابل توجهی تغییر نمی کند. کاربید بور دارای چگالی کم و نقطه ذوب و جوش بالا است. مقاومت در برابر شوک حرارتی عالی و پایداری حرارتی خوب؛ کاربید بور در آب نامحلول است و در دمای اتاق با اسیدها یا بازها واکنش نمی دهد. در همین حال، کاربید بور دارای توانایی جذب نوترون بسیار قوی، با سطح مقطع جذب نوترون بالا و طیف انرژی جذب گسترده است.

روش تشکیل سرامیک های کاربید بور

قالب گیری با فشار خشک

پرس خشک یک روش قالب گیری متداول برای تهیه بدنه های سرامیکی کاربید بور است. پودر را با مقدار کمی چسب مخلوط کنید تا گلوله هایی به وجود بیاید و داخل قالب بریزید و روی پرس فشار بیاورید. ذرات پودر در قالب به یکدیگر نزدیک می شوند و تحت اثر اصطکاک داخلی محکم با هم ترکیب می شوند و بدنه ای سبز رنگ با شکل خاصی تشکیل می دهند. با توجه به اندازه ضخامت نمونه، می توان آن را به فشرده سازی تک و فشرده سازی دو طرفه تقسیم کرد. هنگامی که ضخامت نمونه کوچک است (

ریخته گری ژل

فرآیند ریخته گری ژل به این صورت است که پودر سرامیک را با محلول آبی مونومر آلی، عامل اتصال عرضی و پخش کننده مخلوط می کنیم تا سوسپانسیونی با محتوای جامد بالا و ویسکوزیته کم تهیه شود و سپس شروع کننده و کاتالیزور برای تزریق سوسپانسیون به داخل غیر متخلخل اضافه شود. قالب تحت شرایط دمایی خاص، مونومر آلی برای تشکیل یک ساختار ژل شبکه ای سه بعدی، پلیمریزه می شود، که منجر به جامد شدن دوغاب در محل به شکل سبز سرامیکی می شود. این روش می تواند الزامات قالب گیری با اندازه خالص را برآورده کند. کلید فرآیند ریخته گری ژل، تهیه دوغاب B4C-Al با محتوای جامد بالا و سیالیت خوب است. برای سرامیک‌های کامپوزیت آلومینیوم کاربید بور، اثر مواد پراکنده و جامد بر ویسکوزیته دوغاب باید در هنگام اتخاذ فرآیند ریخته‌گری ژل در نظر گرفته شود.

ریخته گری ژل مزایای زیادی نسبت به روش های قالب گیری سنتی دارد. با توجه به پر شدن کافی دوغاب مایع روان در قالب، این فرآیند می تواند اجزای پیچیده شکل با استحکام بالا و پلاستیسیته خوب بدنه سبز را آماده کند که می توان آنها را به اجزای دقیق تر تبدیل کرد. علاوه بر این، قالب نیازی به الزامات بالایی ندارد و اجزای تف جوشی شده دارای خلوص بالایی هستند، که باعث می شود این روش چشم انداز وسیعی داشته باشد. علاوه بر این، این روش کاربردهای گسترده ای دارد و می تواند مواد منفرد یا کامپوزیت را تهیه کند. اما هزینه مونومرهای مورد استفاده در این فرآیند عموماً نسبتاً بالا است و در تهیه محصولات با شکل ساده و ارزش افزوده پایین مزیت رقابتی ندارد.

را

تشکیل پرس ایزواستاتیک

پرس ایزواستاتیک روشی است برای قرار دادن نمونه کاربید بور تحت فشار در یک ظرف، با استفاده از خاصیت مایع برای انتقال یکنواخت فشار، و فشار یکنواخت نمونه از همه جهات برای به دست آوردن یک جسم سبز متراکم.

در مقایسه با پرس قالب فولادی، این روش فرم دهی مزایای بیشتری دارد. یکی توانایی سرکوب اشکال پیچیده مانند اشکال مقعر و توخالی است. ثانیاً، در حین پرس، جابجایی نسبی بین پودر کاربید بور و قالب الاستیک بسیار کم است، بنابراین تلفات اصطکاک نیز کم است و توزیع چگالی خالی فشرده شده یکنواخت است. سوم این است که بیلت استحکام بالایی دارد و پردازش و حمل و نقل آن را آسان می کند. با توجه به استفاده از لاستیک و پلاستیک به عنوان مواد قالب، هزینه نسبتا پایین است. علاوه بر این، پرس ایزواستاتیک سرد می تواند به طور قابل توجهی چگالی بلوک زینتر شده را افزایش دهد، توزیع اندازه منافذ را تغییر دهد، منافذ کوچک را کاهش دهد و اندازه متوسط ​​منافذ را برای همگن کردن ساختار افزایش دهد که برای پخت بعدی بسیار مفید است.