Bor Karbür Seramiklerin Şekillendirme Yöntemi

Bor karbürün yaklaşık 170 yıllık bir gelişim geçmişi vardır ve atom yapısı son yıllarda geniş çapta araştırılmaktadır. Ana kristal yapısı 12 atomlu bir ikosahedron ve ikosahedron'a bağlı üç atomlu bir zincirdir. Bu yapı aynı zamanda karbon atomlarının ve bor atomlarının birbirinin yerini alabildiği ve bunun sonucunda bor karbürün birçok izomere sahip olduğu altıgen yapı olarak da bilinir.

Bor karbürün benzersiz kristal yapısı onun birçok mükemmel özelliğini belirler. Bor karbür son derece yüksek bir sertliğe sahiptir (elmas ve kübik bor nitrürden sonra ikinci sıradadır) ve sertliği yüksek sıcaklık koşulları altında önemli ölçüde değişmez; Bor karbür düşük yoğunluğa ve yüksek erime ve kaynama noktasına sahiptir; Mükemmel termal şok direnci ve iyi termal kararlılık; Bor karbür suda çözünmez ve oda sıcaklığında asit veya bazlarla reaksiyona girmez; Bu arada bor karbür, yüksek nötron yakalama kesiti ve geniş yakalama enerji spektrumu ile son derece güçlü nötron soğurma yeteneğine sahiptir.

Bor Karbür Seramiklerin Şekillendirme Yöntemi

Kuru presleme kalıplama

Kuru presleme, bor karbür seramik gövdelerin hazırlanmasında yaygın olarak kullanılan bir kalıplama yöntemidir. Pelet oluşturmak için tozu az miktarda yapıştırıcıyla karıştırın, kalıba koyun ve pres üzerine baskı uygulayın. Toz parçacıkları kalıp içinde birbirine yaklaşır ve iç sürtünme etkisi altında sıkı bir şekilde birleşerek belirli bir şekle sahip yeşil bir gövde oluşturur. Numune kalınlığının boyutuna göre tek sıkıştırma ve iki yönlü sıkıştırmaya ayrılabilir. Numune kalınlığı küçük olduğunda (

Jel döküm

Jel döküm işlemi, yüksek katı içerikli ve düşük viskoziteli bir süspansiyon hazırlamak için seramik tozunu organik monomer, çapraz bağlama maddesi ve dağıtıcıdan oluşan sulu çözeltiyle karıştırmak ve daha sonra süspansiyonu gözeneksiz olana enjekte etmek için başlatıcı ve katalizör eklemektir. kalıba dökmek. Belirli sıcaklık koşulları altında, organik monomer üç boyutlu bir ağ jel yapısı oluşturmak üzere polimerize olmaya teşvik edilir, bu da bulamacın bir seramik yeşili oluşturmak üzere yerinde katılaşmasıyla sonuçlanır. Bu yöntem net boyuta yakın kalıplamanın gereksinimlerini karşılayabilir. Jel döküm prosesinin anahtarı, yüksek katı içerikli ve iyi akışkanlığa sahip B4C-Al bulamacının hazırlanmasıdır. Bor karbür alüminyum kompozit seramikler için, jel döküm işlemi benimsendiğinde dağıtıcı madde ve katı içeriğinin bulamaç viskozitesi üzerindeki etkisi dikkate alınmalıdır.

Jel dökümün geleneksel kalıplama yöntemlerine göre birçok avantajı vardır. Akan sıvı bulamacın kalıpta yeterli miktarda doldurulması nedeniyle, bu işlem, daha hassas bileşenler halinde işlenebilen, yüksek mukavemetli ve ham gövdenin iyi plastisitesine sahip karmaşık şekilli bileşenler hazırlayabilir. Ek olarak, kalıbın yüksek gereksinimler gerektirmemesi ve sinterlenmiş bileşenlerin yüksek saflığa sahip olması, bu yöntemin geniş beklentilere sahip olmasını sağlar. Ayrıca bu yöntemin geniş bir uygulama alanı vardır ve tek veya kompozit malzemeler hazırlanabilir. Ancak bu işlemde kullanılan monomerlerin maliyeti genel olarak nispeten yüksek olup, basit şekilli ve katma değeri düşük ürünlerin hazırlanmasında rekabet avantajına sahip değildir.

İzostatik presleme şekillendirme

İzostatik presleme, bir bor karbür numunesinin basınç altında bir kaba yerleştirilmesi, sıvının basıncı eşit şekilde iletme özelliğinden yararlanılması ve yoğun bir yeşil gövde elde etmek için numuneye her yönden eşit şekilde basınç uygulanmasına yönelik bir yöntemdir.

Çelik kalıp preslemeyle karşılaştırıldığında bu şekillendirme yönteminin daha fazla avantajı vardır. Bunlardan biri, içbükey ve içi boş şekiller gibi karmaşık şekilleri bastırma yeteneğidir; İkinci olarak, presleme sırasında bor karbür tozu ile elastik kalıp arasındaki göreceli yer değiştirme çok küçüktür, dolayısıyla sürtünme kaybı da küçüktür ve preslenen iş parçasının yoğunluk dağılımı tekdüzedir; Üçüncüsü ise kütüğün yüksek mukavemete sahip olması, işlenmesini ve taşınmasını kolaylaştırmasıdır. Kalıp malzemesi olarak kauçuk ve plastik kullanıldığı için maliyeti nispeten düşüktür. Ek olarak, soğuk izostatik presleme, sinterlenmiş bloğun yoğunluğunu önemli ölçüde artırabilir, gözenek boyutu dağılımını değiştirebilir, küçük gözenekleri azaltabilir ve yapıyı homojenleştirmek için ortalama gözenek boyutunu artırabilir; bu, sonraki sinterleme için çok faydalıdır.