เรามาพูดถึงข้อดีและข้อเสียของการเผาผนึกแบบไร้แรงดันและการเผาแบบอัดร้อนกันดีกว่า

การเผาผนึกเป็นขั้นตอนสำคัญในการเตรียมเซรามิก B4C และปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการเผาเซรามิก B4C ได้แก่ วิธีการเผา ขนาดอนุภาคและกิจกรรมของวัตถุดิบที่เป็นผง ชนิดและปริมาณของสารเติมแต่ง อุณหภูมิการเผาผนึก และเวลาในการฉนวน ฯลฯ ที่ ปัจจุบันวิธีการเผาผงเซรามิกโบรอนคาร์ไบด์ส่วนใหญ่รวมถึงการเผาผนึกแบบไม่มีแรงดัน การเผาแบบกดร้อน การเผาผนึกแบบกดไอโซสแตติกแบบร้อน การเผาแบบพลาสมาแบบปล่อย ฯลฯ ตอนนี้เรามาพูดถึงข้อดีและข้อเสียของการเผาผนึกแบบไร้แรงดันและการเผาแบบกดร้อน

การเผาผนึกแบบไร้แรงกดดัน

การทำให้ B4C บริสุทธิ์มีความหนาแน่นโดยการเผาผนึกแบบไร้แรงดันนั้นทำได้ยากมาก และข้อบกพร่องและความหนาแน่นของรูพรุนเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อตัวชี้วัดประสิทธิภาพของเซรามิกโบรอนคาร์ไบด์ อุณหภูมิการเผาผนึกและขนาดอนุภาคของผงเป็นตัวบ่งชี้สำคัญที่ส่งผลต่อความหนาแน่นของเซรามิกโบรอนคาร์ไบด์ อิทธิพลของผงวัตถุดิบที่มีต่อประสิทธิภาพการเผาผนึกของเซรามิกโบรอนคาร์ไบด์เป็นสิ่งสำคัญ ยิ่งผงละเอียดและอัตราการให้ความร้อนเร็วขึ้นเท่าใด ก็ยิ่งเอื้อต่อการปรับปรุงความหนาแน่นของเซรามิกมากขึ้นเท่านั้น ยิ่งขนาดอนุภาคของผงมีขนาดเล็กลง พื้นที่ผิวจำเพาะก็จะยิ่งใหญ่ขึ้น และแรงผลักดันในการเผาผนึกก็จะมากขึ้นตามไปด้วย การเพิ่มขึ้นของพื้นที่ผิวของอนุภาคและอุณหภูมิในการเผาผนึกสามารถส่งเสริมการเผาผนึกแบบหนาแน่น ส่งผลให้มีความหนาแน่นสูงขึ้น (56% ถึง 71%) การให้ความร้อนอย่างรวดเร็วช่วยให้ได้โครงสร้างจุลภาคที่ดีมีความหนาแน่นสูง เนื่องจากการอัดแน่นสามารถให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่กำหนด และความหนาแน่นจะเกิดขึ้นก่อนที่โครงสร้างจุลภาคจะหยาบ การวิจัยแสดงให้เห็นว่าเงื่อนไขหลักในการเพิ่มความหนาแน่นของโบรอนคาร์ไบด์บริสุทธิ์โดยการเผาผนึกแบบไร้แรงดันคือการใช้ผงละเอียดพิเศษที่มีปริมาณออกซิเจนต่ำ ≤ 3 μm และช่วงอุณหภูมิ 2250~2350 ℃

การเผาผนึกผลิตภัณฑ์โบรอนคาร์ไบด์แบบไร้แรงดันมีกระบวนการที่เรียบง่าย ต้นทุนการประมวลผลต่ำ และไม่จำเป็นต้องมีเงื่อนไขการเผาผนึกมากเกินไป เหมาะสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างซับซ้อนและเหมาะสำหรับการผลิตทางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เป็นเทคโนโลยีการเผาผนึกที่ใช้กันทั่วไปในการเตรียมเซรามิก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอุณหภูมิการเผาผนึกสูง เมล็ดพืชจึงมีแนวโน้มที่จะเติบโตผิดปกติ ทำให้ยากต่อการควบคุมกระบวนการเผาผนึก และส่งผลให้ประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ไม่เสถียร

การเผาผนึกแบบกดร้อน

กระบวนการเตรียมการเผาผนึกแบบกดร้อนคือการใช้แรงดันที่อุณหภูมิสูงขึ้นและปรับปรุงความเป็นพลาสติกของผง ซึ่งมีข้อดี เช่น โครงสร้างจุลภาคที่ดีเยี่ยม ความหนาแน่นของผลิตภัณฑ์สูง ความต้านทานการเสียรูปต่ำ และความดันการขึ้นรูปต่ำ ดังนั้น เพื่อที่จะลดอุณหภูมิการเผาผนึกของโบรอนคาร์ไบด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงสามารถใช้กระบวนการเตรียมการเผาผนึกแบบกดร้อนได้

เมื่อเปรียบเทียบกับการอัดร้อนแบบบริสุทธิ์ การผสมผสานที่มีประสิทธิภาพของการเผาผนึกแบบกดร้อนและการเผาแบบเฟสของเหลวสามารถลดอุณหภูมิการเผาผนึกได้อย่างมากและปรับปรุงความหนาแน่น โดยทั่วไป เงื่อนไขพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการเผาผนึกด้วยความร้อนคือ: บรรยากาศเฉื่อยหรือสุญญากาศ ความดันมักจะอยู่ระหว่าง 20-40MPa อุณหภูมิควบคุมระหว่าง 1900-2200 ℃ และคงไว้ที่อุณหภูมินี้เป็นเวลา 0.5-2.0 ชั่วโมง ลักษณะของกระบวนการเตรียมการเผาผนึกแบบกดร้อนด้วยโบรอนคาร์ไบด์คือการไหลของกระบวนการที่ซับซ้อน ความต้องการอุปกรณ์สูง ต้นทุนการประมวลผลสูง และประสิทธิภาพการผลิตต่ำ นอกจากนี้ยังไม่สามารถเตรียมผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างซับซ้อนได้และสามารถผลิตได้เฉพาะผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างเรียบง่ายเท่านั้น