O método de formação da cerâmica de carboneto de boro

O carboneto de boro tem uma história de quase 170 anos de desenvolvimento e sua estrutura atômica tem sido amplamente estudada nos últimos anos. Sua principal estrutura cristalina é um icosaedro de 12 átomos e uma cadeia de três átomos conectada ao icosaedro. Esta estrutura também é conhecida como estrutura hexagonal, onde átomos de carbono e átomos de boro podem substituir uns aos outros, resultando em carboneto de boro com muitos isômeros.

A estrutura cristalina única do carboneto de boro determina suas muitas propriedades excelentes. O carboneto de boro tem dureza extremamente alta (perdendo apenas para o diamante e o nitreto cúbico de boro) e sua dureza não muda significativamente sob condições de alta temperatura; O carboneto de boro tem baixa densidade e alto ponto de fusão e ebulição; Excelente resistência ao choque térmico e boa estabilidade térmica; O carboneto de boro é insolúvel em água e não reage com ácidos ou bases à temperatura ambiente; Enquanto isso, o carboneto de boro tem uma capacidade de absorção de nêutrons extremamente forte, com uma alta seção transversal de captura de nêutrons e um amplo espectro de energia de captura.

O método de formação da cerâmica de carboneto de boro

Moldagem por prensagem a seco

A prensagem a seco é um método de moldagem comumente usado para preparar corpos cerâmicos de carboneto de boro. Misture o pó com uma pequena quantidade de adesivo para formar pellets, coloque-os no molde e aplique pressão na prensa. As partículas do pó aproximam-se umas das outras no molde e combinam-se fortemente sob a ação do atrito interno, formando um corpo verde com determinado formato. De acordo com o tamanho da espessura da amostra, ela pode ser dividida em compressão simples e compressão bidirecional. Quando a espessura da amostra é pequena (

Fundição em gel

O processo de fundição de gel consiste em misturar o pó cerâmico com a solução aquosa de monômero orgânico, agente de reticulação e dispersante para preparar uma suspensão com alto teor de sólidos e baixa viscosidade e, em seguida, adicionar iniciador e catalisador para injetar a suspensão no não poroso mofo. Sob certas condições de temperatura, o monômero orgânico é induzido a polimerizar para formar uma estrutura de gel de rede tridimensional, o que resulta na solidificação da pasta in situ para formar uma cerâmica verde. Este método pode atender aos requisitos de moldagem de tamanho próximo ao líquido. A chave do processo de fundição de gel é preparar uma pasta de B4C-Al com alto teor de sólidos e boa fluidez. Para cerâmicas compostas de alumínio e carboneto de boro, o efeito do dispersante e do conteúdo de sólidos na viscosidade da pasta deve ser considerado quando o processo de fundição em gel é adotado.

A fundição em gel tem muitas vantagens sobre os métodos tradicionais de moldagem. Devido ao enchimento suficiente da pasta líquida que flui no molde, este processo pode preparar componentes de formato complexo com alta resistência e boa plasticidade do corpo verde, que podem ser usinados em componentes mais precisos. Além disso, o molde não exige grandes exigências e os componentes sinterizados possuem alta pureza, fazendo com que esse método tenha amplas perspectivas. Além disso, este método possui uma ampla gama de aplicações e pode preparar materiais simples ou compósitos. Porém, o custo dos monômeros utilizados neste processo é geralmente relativamente alto, e não apresenta vantagem competitiva na preparação de produtos com formatos simples e de baixo valor agregado.

Formação por prensagem isostática

A prensagem isostática é um método de colocar uma amostra de carboneto de boro sob pressão em um recipiente, utilizando a propriedade do líquido para transmitir pressão uniformemente e pressurizando uniformemente a amostra em todas as direções para obter um corpo verde denso.

Comparado à prensagem de moldes de aço, este método de conformação tem mais vantagens. Uma delas é a capacidade de suprimir formas complexas, como formas côncavas e ocas; Em segundo lugar, durante a prensagem, o deslocamento relativo entre o pó de carboneto de boro e o molde elástico é muito pequeno, de modo que a perda por atrito também é pequena e a distribuição de densidade da peça prensada é uniforme; A terceira é que o tarugo possui alta resistência, facilitando o processamento e o transporte. Devido ao uso de borracha e plástico como materiais de molde, o custo é relativamente baixo. Além disso, a prensagem isostática a frio pode aumentar significativamente a densidade do bloco sinterizado, alterar a distribuição do tamanho dos poros, reduzir os poros pequenos e aumentar o tamanho médio dos poros para homogeneizar a estrutura, o que é muito útil para a sinterização subsequente.