在熱壓燒結過程中致密化的三種連續機制:
粒子重排,開口氣孔率降低,閉口氣孔率保持不變(溫度范圍:1800~1950℃);塑性流動,導致開口氣孔率的關閉,而不會對閉口氣孔產生***影響(1950~2100℃);熱壓結束時的體積擴散和氣孔消除(2100~2200℃)。
此外,為了降低燒結溫度和表面能、提高碳化硼陶瓷的綜合性能,必須加入添加劑來促進碳化硼的熱壓燒結。添加劑包括燒結助劑或第二相反應燒結,在高溫高壓條件下,可以促進燒結,控制晶粒長大,提高力學性能,獲得高致密度、高性能的碳化硼陶瓷產品。 B4C存在性脆、塑性差、難燒結致密的缺點,因此將脆性的B4C顆粒加入到韌性優異的鋁合金內,可有效增強韌性。福建多功能鋁碳化硼推薦廠家
近年來,某研究所與中國核電工程有限公司合作,在B4C/Al中子吸收材料制備、模擬環境服役性能考核以及全尺寸工程件研制等方面開展了攻關研究。攻克了大尺寸坯錠制備過程中界面調控難題,突破了高含量B4C/Al薄板的高效、高成品率軋制成型瓶頸,開發出適用于復合材料焊接的焊接工具與焊接工藝,打通了從材料研制到器件成型的全鏈條技術途徑,為該材料的工程化應用奠定了堅實基礎?,F已研制出B4C含量為15~35wt%的系列中子吸收板材,并完成了加速腐蝕、高溫老化、加速輻照及硼均勻性測試(中子吸收法)等實驗考核,材料性能***達到或(如耐腐蝕性等)明顯優于國外同類產品。湖南多功能鋁碳化硼方法近年來,碳化硼-鋁研究較為***,鋁來源***,價格便宜,與碳化硼復合后具有輕質、**、高韌的特點。
噴射沉積法是使用高速氣流將在熔融狀態下的鋁金屬液滴分散成細小的液滴,金屬液滴會與高速吹過的氣流進行熱傳遞,同時與B4C增強顆?;旌?,液滴溫度逐漸降低的同時在基底襯板上逐漸冷卻凝固形成沉積胚,制備顆粒增強鋁基復合材料。
熔煉法制備B4C/Al合金是將Al或Al合金基體加熱到熔融狀態,在機械攪拌下將B4C陶瓷顆粒加入到Al合金基體中制備復合材料。根據攪拌時Al合金基體熔融狀態的不同,分為液態攪拌和半固態攪拌兩種。兩種方法均是加入B4C粉末攪拌均勻后,澆筑到模具內成型。該方法設備簡單、工序少、操作方便。
總體來說,熱壓燒結制備碳化硼陶瓷具有以下優勢:(1)熱壓時,由于粉料處于熱塑性狀態,形變阻力小,易于塑性流動和致密化,所需的成型壓力*為冷壓法的1/10;(2)由于同時加溫、加壓,有助于粉末顆粒的接觸和擴散、流動等傳質過程,降低燒結溫度和縮短燒結時間,抑制了晶粒的長大;(3)熱壓法容易獲得接近理論密度、氣孔率接近于零的燒結體,容易得到細晶粒的組織,易得到具有良好機械性能、電學性能的產品;(4)能生產形狀較符合要求、尺寸較精確的產品;(5)粉末粒度、硬度對熱壓過程影響小,適合壓制硬而脆的材料。隨著我國核電行業的發展和乏燃料運輸儲存自主國產化的需求,B4C/AL復合材料收到越來越多重視。
烏克蘭切爾諾貝利核電站準備建造乏燃料**貯存設施:在奧爾維爾核電站,Holtec公司向烏克蘭**團介紹了攪拌摩擦焊接燃料籃(高溫蛻晶物質),一種鋁碳化硼金屬基復合材料。焊縫不會像傳統焊接那樣發生扭曲。Holtec公司在1月份首先公布了快速退役燃料籃設計,并介紹,燃料籃的導熱性是傳統不銹鋼燃料籃的10倍,縮短了在干貯存設備儲存之前乏燃料所需要的冷卻時間----從7年縮至2年半。公司稱,這一性能將使已關閉的電廠在反應堆關閉后66個月之內恢復到電廠運行前狀態。一定含量的B4C/Al復合材料在***領域也極具潛力。標準鋁碳化硼分類
鋁碳化硼在干、濕環境下均具有***的俘獲中子能力。福建多功能鋁碳化硼推薦廠家
目前加入的添加劑主要包括金屬單質(Fe、Al、Ni、Ti、Cu、Cr等)、金屬氧化物(Al2O3、TiO2等)、過渡金屬碳化物(CrC、VC、WC、TiC等)及其他添加劑(AlF3、MgF2、Be2C、Si等)。添加劑通過它本身或與碳化硼發生原位反應,將形成一個非易失性的第二相,幫助致密化和性能的提高。在防彈陶瓷領域,通常做成的形狀是圓柱形、正方形和正六邊形,其中圓柱形陶瓷的防彈能力比較好,但存在較大的空隙;正方形陶瓷塊有較多防彈性能差的直通縫,影響其防彈性能;正六邊形陶瓷綜合性能較好,但要求陶瓷塊的形狀尺寸要精確。對于當前的熱壓工藝,能滿足大部分需求形狀的碳化硼陶瓷的制備。福建多功能鋁碳化硼推薦廠家
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