Metode Pembentukan Keramik Boron Karbida

Boron karbida memiliki sejarah pengembangan hampir 170 tahun, dan struktur atomnya telah dipelajari secara luas dalam beberapa tahun terakhir. Struktur kristal utamanya adalah ikosahedron 12 atom dan rantai tiga atom yang terhubung ke ikosahedron. Struktur ini disebut juga dengan struktur heksagonal, dimana atom karbon dan atom boron dapat saling menggantikan sehingga boron karbida memiliki banyak isomer.

Struktur kristal unik boron karbida menentukan banyak sifat unggulnya. Boron karbida memiliki kekerasan yang sangat tinggi (kedua setelah berlian dan kubik boron nitrida), dan kekerasannya tidak berubah secara signifikan pada kondisi suhu tinggi; Boron karbida memiliki kepadatan rendah dan titik leleh dan titik didih yang tinggi; Ketahanan guncangan termal yang sangat baik dan stabilitas termal yang baik; Boron karbida tidak larut dalam air dan tidak bereaksi dengan asam atau basa pada suhu kamar; Sementara itu, boron karbida memiliki kemampuan penyerapan neutron yang sangat kuat, dengan penampang penangkapan neutron yang tinggi dan spektrum energi penangkapan yang luas.

Metode Pembentukan Keramik Boron Karbida

Cetakan pengepresan kering

Pengepresan kering adalah metode pencetakan yang umum digunakan untuk menyiapkan badan keramik boron karbida. Campur bubuk dengan sedikit perekat hingga membentuk pelet, masukkan ke dalam cetakan, dan tekan alat press. Partikel-partikel bubuk saling berdekatan di dalam cetakan dan bergabung erat di bawah pengaruh gesekan internal, membentuk benda hijau dengan bentuk tertentu. Menurut ukuran ketebalan sampel, dapat dibagi menjadi kompresi tunggal dan kompresi dua arah. Ketika ketebalan sampel kecil (

pengecoran gel

Proses pengecoran gel adalah mencampurkan bubuk keramik dengan larutan encer monomer organik, zat pengikat silang dan dispersan untuk membuat suspensi dengan kandungan padatan tinggi dan viskositas rendah, kemudian menambahkan inisiator dan katalis untuk menyuntikkan suspensi ke dalam bahan tidak berpori. cetakan. Pada kondisi suhu tertentu, monomer organik diinduksi untuk berpolimerisasi membentuk struktur gel jaringan tiga dimensi, yang mengakibatkan bubur dipadatkan di tempat untuk membentuk keramik hijau. Metode ini dapat memenuhi persyaratan cetakan ukuran mendekati bersih. Kunci dari proses pengecoran gel adalah menyiapkan slurry B4C-Al dengan kandungan padatan tinggi dan fluiditas yang baik. Untuk keramik komposit aluminium boron karbida, pengaruh kandungan dispersan dan padatan pada viskositas bubur harus dipertimbangkan ketika proses pengecoran gel diterapkan.

Pengecoran gel memiliki banyak keunggulan dibandingkan metode pencetakan tradisional. Karena pengisian bubur cair yang mengalir ke dalam cetakan cukup banyak, proses ini dapat menyiapkan komponen berbentuk kompleks dengan kekuatan tinggi dan plastisitas bodi hijau yang baik, yang dapat dikerjakan menjadi komponen yang lebih presisi. Selain itu, cetakannya tidak memerlukan persyaratan yang tinggi, dan komponen yang disinter memiliki kemurnian yang tinggi, sehingga metode ini memiliki prospek yang luas. Selain itu, metode ini memiliki cakupan aplikasi yang luas dan dapat menyiapkan material tunggal atau komposit. Namun biaya monomer yang digunakan dalam proses ini umumnya relatif tinggi, dan tidak memiliki keunggulan kompetitif dalam pembuatan produk dengan bentuk sederhana dan nilai tambah rendah.

Pembentukan tekanan isostatik

Pengepresan isostatik adalah metode menempatkan sampel boron karbida di bawah tekanan dalam sebuah wadah, memanfaatkan sifat cairan untuk meneruskan tekanan secara merata, dan memberikan tekanan yang seragam pada sampel dari segala arah untuk mendapatkan benda berwarna hijau pekat.

Dibandingkan dengan pengepresan cetakan baja, metode pembentukan ini memiliki lebih banyak keunggulan. Salah satunya adalah kemampuan untuk menekan bentuk kompleks seperti bentuk cekung dan berongga; Kedua, selama pengepresan, perpindahan relatif antara bubuk boron karbida dan cetakan elastis sangat kecil, sehingga kehilangan gesekan juga kecil dan distribusi kepadatan benda kerja yang dipres seragam; Ketiga, billet memiliki kekuatan yang tinggi sehingga mudah untuk diolah dan diangkut. Karena penggunaan karet dan plastik sebagai bahan cetakan, biayanya relatif rendah. Selain itu, pengepresan isostatik dingin dapat secara signifikan meningkatkan kepadatan blok sinter, mengubah distribusi ukuran pori, memperkecil pori-pori kecil, dan meningkatkan ukuran pori rata-rata untuk menghomogenisasi struktur, yang sangat membantu untuk sintering selanjutnya.