De vormmethode van boorcarbide-keramiek
Boriumcarbide heeft een geschiedenis van bijna 170 jaar ontwikkeling en de atomaire structuur ervan is de afgelopen jaren uitgebreid bestudeerd. De belangrijkste kristalstructuur is een icosaëder van 12 atomen en een keten van drie atomen verbonden met de icosaëder. Deze structuur staat ook bekend als een hexagonale structuur, waarbij koolstofatomen en booratomen elkaar kunnen vervangen, waardoor boorcarbide veel isomeren heeft.
De unieke kristalstructuur van boorcarbide bepaalt de vele uitstekende eigenschappen. Boriumcarbide heeft een extreem hoge hardheid (de tweede na diamant en kubisch boornitride), en de hardheid verandert niet significant onder hoge temperaturen; Boriumcarbide heeft een lage dichtheid en een hoog smelt- en kookpunt; Uitstekende thermische schokbestendigheid en goede thermische stabiliteit; Boriumcarbide is onoplosbaar in water en reageert bij kamertemperatuur niet met zuren of basen; Ondertussen heeft boorcarbide een extreem sterk neutronenabsorptievermogen, met een hoge neutronenvangstdoorsnede en een breed vangenergiespectrum.
De vormmethode van boorcarbide-keramiek
Droogpersen
Droogpersen is een veelgebruikte vormmethode voor het vervaardigen van keramische lichamen van boorcarbide. Meng het poeder met een kleine hoeveelheid lijm om pellets te vormen, doe ze in de mal en oefen druk uit op de pers. De poederdeeltjes komen dicht bij elkaar in de mal en combineren zich stevig onder invloed van interne wrijving, waardoor een groen lichaam met een bepaalde vorm ontstaat. Afhankelijk van de grootte van de monsterdikte, kan deze worden onderverdeeld in enkele compressie en tweerichtingscompressie. Wanneer de monsterdikte klein is (
Gelgieten
Bij het gelgietproces wordt het keramische poeder gemengd met de waterige oplossing van organisch monomeer, verknopingsmiddel en dispergeermiddel om een suspensie met een hoog vastestofgehalte en lage viscositeit te bereiden, en vervolgens initiator en katalysator toe te voegen om de suspensie in het niet-poreuze te injecteren. gietvorm. Onder bepaalde temperatuuromstandigheden wordt het organische monomeer geïnduceerd om te polymeriseren om een driedimensionale netwerkgelstructuur te vormen, wat ertoe leidt dat de slurry in situ wordt gestold om een keramisch groen te vormen. Deze methode kan voldoen aan de eisen van het vormen van bijna netgrootte. De sleutel tot het gelgietproces is het bereiden van B4C-Al-slurry met een hoog vastestofgehalte en een goede vloeibaarheid. Voor keramiek uit boorcarbide-aluminiumcomposiet moet rekening worden gehouden met het effect van het dispergeermiddel- en vastestofgehalte op de viscositeit van de slurry wanneer het gelgietproces wordt toegepast.
Gelgieten heeft veel voordelen ten opzichte van traditionele vormmethoden. Dankzij de voldoende vulling van stromende vloeibare slurry in de mal, kan dit proces complex gevormde componenten met hoge sterkte en goede plasticiteit van het groene lichaam bereiden, die tot nauwkeurigere componenten kunnen worden bewerkt. Bovendien stelt de matrijs geen hoge eisen en hebben de gesinterde componenten een hoge zuiverheid, waardoor deze methode brede perspectieven heeft. Bovendien heeft deze methode een breed scala aan toepassingen en kan enkelvoudige of samengestelde materialen worden bereid. De kosten van de monomeren die bij dit proces worden gebruikt, zijn echter over het algemeen relatief hoog en het heeft geen concurrentievoordeel bij het bereiden van producten met eenvoudige vormen en een lage toegevoegde waarde.
Isostatisch persvormen
Isostatisch persen is een methode om een boorcarbidemonster onder druk in een houder te plaatsen, waarbij gebruik wordt gemaakt van de eigenschap van vloeistof om de druk gelijkmatig over te brengen, en waarbij het monster vanuit alle richtingen gelijkmatig onder druk wordt gezet om een dicht groen lichaam te verkrijgen.
Vergeleken met het persen van stalen mallen heeft deze vormmethode meer voordelen. Een daarvan is het vermogen om complexe vormen zoals holle en holle vormen te onderdrukken; Ten tweede is tijdens het persen de relatieve verplaatsing tussen het boorcarbidepoeder en de elastische mal erg klein, dus het wrijvingsverlies is ook klein en de dichtheidsverdeling van het geperste plano is uniform; De derde is dat de knuppel een hoge sterkte heeft, waardoor deze gemakkelijk te verwerken en te transporteren is. Door het gebruik van rubber en kunststof als vormmateriaal zijn de kosten relatief laag. Bovendien kan koud isostatisch persen de dichtheid van het gesinterde blok aanzienlijk verhogen, de poriegrootteverdeling veranderen, kleine poriën verkleinen en de gemiddelde poriegrootte vergroten om de structuur te homogeniseren, wat zeer nuttig is voor het daaropvolgende sinteren.