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使用碳化硅預制件發展趨勢

來源: 發布時間:2021-12-17

SiC陶瓷的優異性能與其獨特的結構是密切相關的:SiC是共價鍵很強的化合物,SiC中Si-C鍵的離子性*12%左右。因此,SiC具有強度高、彈性模量大,具有優良的耐磨損性能。純SiC不會被HCl、HNO3、H2SO4和HF等酸溶液以及NaOH等堿溶液侵蝕。在空氣中加熱時易發生氧化,但氧化時表面形成的SiO2會抑制氧的進一步擴散,故氧化速率并不高。在電性能方面,SiC具有半導體性,少量雜質的引入會表現出良好的導電性。此外,SiC還有優良的導熱性等等。杭州陶飛侖研制的碳化硅陶瓷預制件無閉氣孔,制成的復合材料致密度極高。使用碳化硅預制件發展趨勢

碳化硅(SiC)陶瓷具有優良的高溫強度、耐磨性、耐腐蝕性以及抗熱震性,其按結構可以分為致密SiC陶瓷和多孔SiC陶瓷兩大類。多孔SiC陶瓷材料脆性大,通常使用彎曲強度或壓縮強度表征其力學性能。孔率及制備方式對多孔SiC陶瓷力學性能影響較大??茁屎涂紫缎蚊矊Χ嗫滋沾傻膶嵝阅苡绊戄^大。對于孔隙分布均勻的多孔陶瓷而言,隨著孔率提高,其熱導率逐步下降。但由于不同工藝制備的多孔陶瓷材料的孔隙形貌存在較大差異,因此傳熱過程也就相應地多變而復雜。浙江大規模碳化硅預制件制定杭州陶飛侖的碳化硅陶瓷體分可調、閉氣孔率及低、陶瓷強度及性能較均一的碳化硅多孔陶瓷預制體。

3D打印法制備多孔碳化硅陶瓷是近些年發展起來的一種新型制備工藝。該工藝借助于計算機輔助設計的三維數據模型,通過打印頭噴射結合劑將原料粉體層層堆疊成三維網狀結構。3D打印法與反應燒結工藝相結合,可實現復雜形狀陶瓷的無模制造與近凈尺寸成型。[7]3D打印法制備多孔碳化硅陶瓷具有成型工藝簡單、制備和加工效率高且無需模具等特點,不僅可用來制備形狀復雜、顯微結構均勻和孔連通性好的多孔碳化硅陶瓷,而且多孔陶瓷的孔隙率和孔徑大小均可控可調。但是,該方法目前仍處于探索研究階段,工藝參數還需進一步優化。另外,該方法很難一步制備出**度的多孔碳化硅陶瓷,需要輔助其他工藝來制備所需制品,成本較高。

多孔碳化硅陶瓷的特殊性能主要得益于其特殊的多孔結構,它的多孔結構包含氣孔率、孔徑大小及分布、孔的形狀等。因此需要通過制備方法來調控其孔隙率、孔徑大小及分布、孔的形狀來得到所需的多孔結構。所以,它的制備方法一直是人們的研究重點。物理法是指多孔碳化硅陶瓷中的空隙是由制備過程中的一系列物理現象導致的,并沒有化學反應的發生或新物質的生成。其主要機理是依靠固相物質的受熱收縮、液相的蒸發、固相的直接升華而留下的空隙而形成多孔結構。杭州陶飛侖新材料有限公司探索出預制體強度與鑄件浸滲工藝及鑄件性能之間的關系。

模板法

模板法是將陶瓷漿料或前驅物注入具有多孔結構的模板材料,隨后通過一系列的處理便可得到與模板材料結構相似的多孔陶瓷。模板法可分為2類:一種是使用人工合成材料的有機泡沫浸漬法;另一種是使用自然生物作為模板材料的生物炭模板法。

①有機泡沫浸漬法:該法是用有機泡沫浸漬陶瓷漿料,干燥后在高溫下燒掉有機泡沫載體形成孔隙結構而獲得多孔陶瓷的一種方法。優點:設備少,制造成本低,工藝過程易控制,制品具有開孔三維網狀骨架結構且氣孔相互貫通;缺點:不能制造小孔徑閉氣孔制品,孔隙形狀受有機前驅體制約以及孔筋機械強度不夠高。 碳化硅多孔陶瓷預制體開氣孔率將影響鋁碳化硅鑄件質量和成品率。遼寧新型碳化硅預制件價格多少

杭州陶飛侖新材料公司已研發出多種生產多孔陶瓷的工藝方法。使用碳化硅預制件發展趨勢

生物材料中的微觀孔隙結構與人工合成材料中的孔隙結構存在很大差異,由于其獨特的結構,以生物體作為模板并制備出與其結構相似的多孔陶瓷材料受到了普遍關注。生物模板法與有機泡沫浸漬法有異曲同工之妙,有機泡沫浸漬法是用人造海綿為模板,生物模板法是用自然生物為模板。生物模板法制備多孔碳化硅陶瓷具有工藝簡單及成本低廉的優點,可以制備具有復雜形狀的陶瓷,并且能夠很大程度地復制天然生物材料的結構。但是,生物模板在高溫炭化過程中易開裂,對多孔碳化硅陶瓷的力學性能有很大影響,并且所制備多孔碳化硅陶瓷的孔結構主要取決于生物模板自身的組織結構,可設計性較差;此外,該方法還存在著SiC轉化效率相對較低,SiC反應層易脫落,制備周期長等缺點。使用碳化硅預制件發展趨勢

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