炭化ホウ素セラミックスの成形方法

炭化ホウ素は170年近い開発の歴史があり、近年その原子構造が広く研究されています。 その主な結晶構造は、12 原子の正二十面体と、二十面体に接続された 3 つの原子鎖です。 この構造は六方晶構造としても知られており、炭素原子とホウ素原子が互いに置き換わり、多くの異性体を持つ炭化ホウ素が生成されます。

炭化ホウ素の独特な結晶構造は、その多くの優れた特性を決定します。 炭化ホウ素は非常に高い硬度を持ち（ダイヤモンドと立方晶窒化ホウ素に次ぐ）、その硬度は高温条件下でも大きく変化しません。 炭化ホウ素は密度が低く、融点と沸点が高くなります。 優れた耐熱衝撃性と良好な熱安定性。 炭化ホウ素は水に不溶で、室温では酸や塩基と反応しません。 一方、炭化ホウ素は非常に強力な中性子吸収能力を有しており、高い中性子捕獲断面積と広い捕獲エネルギースペクトルを備えています。

炭化ホウ素セラミックスの成形方法

乾式プレス成形

乾式プレスは、炭化ホウ素セラミック体を製造するために一般的に使用される成形方法です。 粉末に少量の接着剤を混ぜてペレットを作り、型に入れてプレス機で圧力を加えます。 粉末粒子は金型内で互いに接近し、内部摩擦の作用により緊密に結合し、特定の形状の成形体を形成します。 サンプルの厚さの大きさに応じて、単一圧縮と二方向圧縮に分けることができます。 サンプルの厚さが薄い (

ゲルキャスティング

ゲルキャスティングプロセスは、セラミック粉末を有機モノマー、架橋剤および分散剤の水溶液と混合して、高固形分および低粘度の懸濁液を調製し、次に開始剤および触媒を加えてその懸濁液を非多孔質材料に注入することである。型。 特定の温度条件下では、有機モノマーが重合して三次元網目状ゲル構造を形成し、その結果スラリーがその場で固化してセラミックグリーンが形成されます。 この方法は、ニアネットサイズ成形の要件を満たすことができます。 ゲルキャスティングプロセスの鍵は、固形分が高く、流動性の良いB4C-Alスラリーを調製することです。 炭化ホウ素アルミニウム複合セラミックスの場合、ゲルキャスティングプロセスを採用する場合、スラリー粘度に対する分散剤と固形分の影響を考慮する必要があります。

ゲルキャスティングには、従来の成形方法に比べて多くの利点があります。 このプロセスでは、流動する液体スラリーが金型内に十分に充填されるため、高強度で成形体の可塑性に優れた複雑な形状の部品を製造でき、より精密な部品に機械加工することができます。 さらに、金型に高度な要求がなく、焼結部品の純度も高いため、この方法は幅広い可能性を秘めています。 さらに、この方法には幅広い用途があり、単一材料または複合材料を準備できます。 しかし、このプロセスで使用されるモノマーのコストは一般に比較的高価であり、単純な形状や付加価値の低い製品を作成する場合には競争力がありません。

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静水圧プレス成形

静水圧プレスは、容器内に炭化ホウ素サンプルを圧力下に置き、圧力を均一に伝える液体の性質を利用し、サンプルを全方向から均一に加圧して緻密な成形体を得る方法です。

鋼型プレスと比較して、この成形方法には多くの利点があります。 1 つは、凹形状や中空形状などの複雑な形状を抑制する機能です。 第二に、プレス中、炭化ホウ素粉末と弾性金型との間の相対変位は非常に小さいため、摩擦損失も小さく、プレスされたブランクの密度分布は均一です。 3つ目は、ビレットの強度が高く、加工や輸送が容易であることです。 金型材料としてゴムやプラスチックを使用するため、比較的安価です。 さらに、冷間静水圧プレスにより、焼結ブロックの密度が大幅に増加し、細孔径分布が変化し、小さな細孔が減少し、平均細孔径が増加して構造が均質化されるため、その後の焼結に非常に役立ちます。