Il metodo di formatura delle ceramiche al carburo di boro
Il carburo di boro ha una storia di quasi 170 anni di sviluppo e la sua struttura atomica è stata ampiamente studiata negli ultimi anni. La sua struttura cristallina principale è un icosaedro di 12 atomi e una catena di tre atomi collegata all'icosaedro. Questa struttura è nota anche come struttura esagonale, in cui gli atomi di carbonio e gli atomi di boro possono sostituirsi a vicenda, dando come risultato il carburo di boro con molti isomeri.
La struttura cristallina unica del carburo di boro determina le sue numerose ed eccellenti proprietà. Il carburo di boro ha una durezza estremamente elevata (seconda solo al diamante e al nitruro di boro cubico) e la sua durezza non cambia in modo significativo in condizioni di alta temperatura; Il carburo di boro ha una bassa densità e un elevato punto di fusione e di ebollizione; Ottima resistenza allo shock termico e buona stabilità termica; Il carburo di boro è insolubile in acqua e non reagisce con acidi o basi a temperatura ambiente; Nel frattempo, il carburo di boro ha una capacità di assorbimento dei neutroni estremamente forte, con un'elevata sezione trasversale di cattura dei neutroni e un ampio spettro di energia di cattura.
Il metodo di formatura delle ceramiche al carburo di boro
Stampaggio con pressatura a secco
La pressatura a secco è un metodo di stampaggio comunemente utilizzato per la preparazione di corpi ceramici in carburo di boro. Mescolare la polvere con una piccola quantità di adesivo per formare dei pellet, inserirli nello stampo e esercitare pressione sulla pressa. Le particelle di polvere si avvicinano l'una all'altra nello stampo e si uniscono strettamente sotto l'azione dell'attrito interno, formando un corpo verde con una certa forma. A seconda della dimensione dello spessore del campione, può essere suddiviso in compressione singola e compressione bidirezionale. Quando lo spessore del campione è piccolo (
Colata di gel
Il processo di gel casting consiste nel mescolare la polvere ceramica con la soluzione acquosa di monomero organico, agente reticolante e disperdente per preparare una sospensione con alto contenuto di solidi e bassa viscosità, quindi aggiungere iniziatore e catalizzatore per iniettare la sospensione nel materiale non poroso muffa. In determinate condizioni di temperatura, il monomero organico viene indotto a polimerizzare per formare una struttura di gel a rete tridimensionale, che fa sì che l'impasto liquido venga solidificato in situ per formare un verde ceramico. Questo metodo può soddisfare i requisiti di stampaggio a dimensione quasi netta. La chiave del processo di colata del gel è preparare un impasto liquido B4C-Al con un elevato contenuto di solidi e una buona fluidità. Per le ceramiche composite di alluminio e carburo di boro, è necessario considerare l'effetto del disperdente e del contenuto di solidi sulla viscosità dell'impasto liquido quando si adotta il processo di colata del gel.
La colata di gel presenta molti vantaggi rispetto ai tradizionali metodi di stampaggio. Grazie al riempimento sufficiente di impasto liquido che scorre nello stampo, questo processo può preparare componenti dalla forma complessa con elevata resistenza e buona plasticità del corpo verde, che possono essere trasformati in componenti più precisi. Inoltre, lo stampo non richiede requisiti elevati e i componenti sinterizzati hanno un'elevata purezza, il che conferisce a questo metodo ampie prospettive. Inoltre, questo metodo ha una vasta gamma di applicazioni e può preparare materiali singoli o compositi. Tuttavia, il costo dei monomeri utilizzati in questo processo è generalmente relativamente elevato e non presenta un vantaggio competitivo nella preparazione di prodotti con forme semplici e basso valore aggiunto.
Formatura tramite pressatura isostatica
La pressatura isostatica è un metodo per mettere un campione di carburo di boro sotto pressione in un contenitore, sfruttando la proprietà del liquido di trasmettere uniformemente la pressione e pressurizzando uniformemente il campione da tutte le direzioni per ottenere un corpo verde denso.
Rispetto alla pressatura dello stampo in acciaio, questo metodo di formatura presenta più vantaggi. Uno è la capacità di sopprimere forme complesse come forme concave e cave; In secondo luogo, durante la pressatura, lo spostamento relativo tra la polvere di carburo di boro e lo stampo elastico è molto piccolo, quindi anche la perdita di attrito è piccola e la distribuzione della densità del pezzo grezzo pressato è uniforme; Il terzo è che la billetta ha un'elevata resistenza, che ne facilita la lavorazione e il trasporto. A causa dell'uso di gomma e plastica come materiali per stampi, il costo è relativamente basso. Inoltre, la pressatura isostatica a freddo può aumentare significativamente la densità del blocco sinterizzato, modificare la distribuzione delle dimensioni dei pori, ridurre i pori piccoli e aumentare la dimensione media dei pori per omogeneizzare la struttura, il che è molto utile per la successiva sinterizzazione.