La méthode de formage des céramiques au carbure de bore
Le carbure de bore a une histoire de développement de près de 170 ans et sa structure atomique a été largement étudiée ces dernières années. Sa structure cristalline principale est un icosaèdre à 12 atomes et une chaîne à trois atomes reliée à l'icosaèdre. Cette structure est également connue sous le nom de structure hexagonale, dans laquelle les atomes de carbone et les atomes de bore peuvent se remplacer, ce qui donne au carbure de bore de nombreux isomères.
La structure cristalline unique du carbure de bore détermine ses nombreuses excellentes propriétés. Le carbure de bore a une dureté extrêmement élevée (après le diamant et le nitrure de bore cubique), et sa dureté ne change pas de manière significative dans des conditions de température élevée ; Le carbure de bore a une faible densité et un point de fusion et d'ébullition élevé ; Excellente résistance aux chocs thermiques et bonne stabilité thermique ; Le carbure de bore est insoluble dans l'eau et ne réagit pas avec les acides ou les bases à température ambiante ; Parallèlement, le carbure de bore possède une capacité d’absorption des neutrons extrêmement forte, avec une section efficace de capture des neutrons élevée et un large spectre d’énergie de capture.
La méthode de formage des céramiques au carbure de bore
Moulage par pressage à sec
Le pressage à sec est une méthode de moulage couramment utilisée pour préparer des corps céramiques en carbure de bore. Mélangez la poudre avec une petite quantité de colle pour former des pastilles, mettez-les dans le moule et appliquez une pression sur la presse. Les particules de poudre se rapprochent les unes des autres dans le moule et se combinent étroitement sous l'action du frottement interne, formant un corps vert d'une certaine forme. Selon la taille de l'épaisseur de l'échantillon, il peut être divisé en compression simple et compression bidirectionnelle. Lorsque l'épaisseur de l'échantillon est faible (
Coulée de gel
Le processus de coulée de gel consiste à mélanger la poudre céramique avec la solution aqueuse de monomère organique, d'agent de réticulation et de dispersant pour préparer une suspension à haute teneur en solides et à faible viscosité, puis à ajouter un initiateur et un catalyseur pour injecter la suspension dans le matériau non poreux. moule. Dans certaines conditions de température, le monomère organique est amené à polymériser pour former une structure de gel en réseau tridimensionnel, ce qui entraîne la solidification de la suspension in situ pour former une verdure céramique. Cette méthode peut répondre aux exigences du moulage de taille presque nette. La clé du processus de coulée de gel est de préparer une suspension B4C-Al avec une teneur élevée en solides et une bonne fluidité. Pour les céramiques composites au carbure de bore et en aluminium, l'effet du dispersant et de la teneur en solides sur la viscosité de la suspension doit être pris en compte lorsque le processus de coulée de gel est adopté.
Le moulage au gel présente de nombreux avantages par rapport aux méthodes de moulage traditionnelles. Grâce au remplissage suffisant de boue liquide circulant dans le moule, ce processus peut préparer des composants de forme complexe avec une résistance élevée et une bonne plasticité du corps vert, qui peuvent être usinés en composants plus précis. De plus, le moule ne nécessite pas d'exigences élevées et les composants frittés ont une grande pureté, ce qui confère à cette méthode de larges perspectives. De plus, cette méthode a un large éventail d’applications et permet de préparer des matériaux simples ou composites. Cependant, le coût des monomères utilisés dans ce procédé est généralement relativement élevé, et il ne présente pas d'avantage compétitif pour préparer des produits aux formes simples et à faible valeur ajoutée.
Formage par pressage isostatique
Le pressage isostatique est une méthode permettant de placer un échantillon de carbure de bore sous pression dans un récipient, en utilisant la propriété du liquide pour transmettre uniformément la pression et en pressurisant uniformément l'échantillon dans toutes les directions pour obtenir un corps vert dense.
Par rapport au pressage de moules en acier, cette méthode de formage présente plus d'avantages. L’une est la capacité de supprimer les formes complexes telles que les formes concaves et creuses ; Deuxièmement, pendant le pressage, le déplacement relatif entre la poudre de carbure de bore et le moule élastique est très faible, de sorte que la perte par frottement est également faible et la répartition de la densité de l'ébauche pressée est uniforme ; Le troisième est que la billette est très résistante, ce qui la rend facile à traiter et à transporter. En raison de l'utilisation de caoutchouc et de plastique comme matériaux de moulage, le coût est relativement faible. De plus, le pressage isostatique à froid peut augmenter considérablement la densité du bloc fritté, modifier la répartition de la taille des pores, réduire les petits pores et augmenter la taille moyenne des pores pour homogénéiser la structure, ce qui est très utile pour le frittage ultérieur.