Phương pháp tạo hình gốm cacbua Boron

Boron cacbua có lịch sử phát triển gần 170 năm và cấu trúc nguyên tử của nó đã được nghiên cứu rộng rãi trong những năm gần đây. Cấu trúc tinh thể chính của nó là khối 20 mặt đều có 12 nguyên tử và chuỗi ba nguyên tử được kết nối với khối 20 mặt. Cấu trúc này còn được gọi là cấu trúc lục giác, trong đó các nguyên tử carbon và nguyên tử boron có thể thay thế lẫn nhau, dẫn đến boron cacbua có nhiều đồng phân.

Cấu trúc tinh thể độc đáo của cacbua boron quyết định nhiều đặc tính tuyệt vời của nó. Cacbua boron có độ cứng cực cao (chỉ đứng sau kim cương và boron nitrit khối), và độ cứng của nó không thay đổi đáng kể trong điều kiện nhiệt độ cao; Cacbua Boron có mật độ thấp và điểm nóng chảy và sôi cao; Khả năng chống sốc nhiệt tuyệt vời và ổn định nhiệt tốt; Cacbua boron không hòa tan trong nước và không phản ứng với axit hoặc bazơ ở nhiệt độ phòng; Trong khi đó, boron cacbua có khả năng hấp thụ neutron cực mạnh, với tiết diện bắt neutron cao và phổ năng lượng bắt rộng.

Phương pháp tạo hình gốm cacbua Boron

Khuôn ép khô

Ép khô là phương pháp đúc thường được sử dụng để chuẩn bị thân gốm boron cacbua. Trộn bột với một lượng nhỏ keo tạo thành viên, cho vào khuôn và ấn mạnh vào máy ép. Các hạt bột nằm sát nhau trong khuôn và kết hợp chặt chẽ dưới tác dụng của ma sát bên trong, tạo thành một khối xanh có hình dạng nhất định. Theo kích thước của độ dày mẫu, nó có thể được chia thành nén đơn và nén hai chiều. Khi độ dày mẫu nhỏ (

Đúc gel

Quá trình đúc gel là trộn bột gốm với dung dịch monome hữu cơ, chất liên kết ngang và chất phân tán để chuẩn bị huyền phù có hàm lượng chất rắn cao và độ nhớt thấp, sau đó thêm chất khơi dậy và chất xúc tác để bơm huyền phù vào không xốp. khuôn. Trong điều kiện nhiệt độ nhất định, monome hữu cơ được tạo ra để trùng hợp để tạo thành cấu trúc gel mạng ba chiều, dẫn đến kết quả là bùn được đông cứng tại chỗ để tạo thành màu xanh gốm. Phương pháp này có thể đáp ứng các yêu cầu đúc kích thước gần bằng lưới. Chìa khóa của quá trình đúc gel là chuẩn bị bùn B4C-Al có hàm lượng chất rắn cao và tính lưu động tốt. Đối với gốm tổng hợp nhôm cacbua boron, cần xem xét ảnh hưởng của hàm lượng chất phân tán và chất rắn đến độ nhớt của bùn khi áp dụng quy trình đúc gel.

Đúc gel có nhiều ưu điểm so với các phương pháp đúc truyền thống. Do có đủ lượng bùn lỏng chảy trong khuôn, quá trình này có thể chuẩn bị các bộ phận có hình dạng phức tạp với độ bền cao và độ dẻo tốt của thân xanh, có thể được gia công thành các bộ phận chính xác hơn. Ngoài ra, khuôn không yêu cầu cao, các thành phần thiêu kết có độ tinh khiết cao nên phương pháp này có triển vọng rộng rãi. Ngoài ra, phương pháp này có phạm vi ứng dụng rộng rãi và có thể chuẩn bị các vật liệu đơn lẻ hoặc tổng hợp. Tuy nhiên, giá thành của monome được sử dụng trong quy trình này nhìn chung tương đối cao và không có lợi thế cạnh tranh trong việc tạo ra các sản phẩm có hình dạng đơn giản và giá trị gia tăng thấp.

Tạo hình ép đẳng tĩnh

Ép đẳng tĩnh là phương pháp đặt mẫu boron cacbua dưới áp suất trong thùng chứa, sử dụng đặc tính của chất lỏng để truyền áp suất đồng đều và tạo áp suất đồng đều cho mẫu từ mọi hướng để thu được thân màu xanh đậm đặc.

So với ép khuôn thép thì phương pháp tạo hình này có nhiều ưu điểm hơn. Một là khả năng triệt tiêu các hình dạng phức tạp như hình lõm và rỗng; Thứ hai, trong quá trình ép, độ dịch chuyển tương đối giữa bột boron cacbua và khuôn đàn hồi rất nhỏ nên tổn thất ma sát cũng nhỏ và sự phân bố mật độ của phôi ép đồng đều; Thứ ba là phôi có độ bền cao nên dễ dàng gia công và vận chuyển. Do sử dụng cao su và nhựa làm vật liệu khuôn nên giá thành tương đối thấp. Ngoài ra, ép đẳng tĩnh lạnh có thể làm tăng đáng kể mật độ của khối thiêu kết, thay đổi sự phân bố kích thước lỗ chân lông, giảm lỗ chân lông nhỏ và tăng kích thước lỗ chân lông trung bình để đồng nhất hóa cấu trúc, rất hữu ích cho quá trình thiêu kết tiếp theo.