反应烧结碳化硅制品理论重量及承载力表
成型方式对反应烧结碳化硅显微结构及强度的影响
T H)调整溶液的 p H值为 反应烧结碳化硅碳纤维复合材料 ; 刘海林[ 9 】 3 ̄ 等用 . m 散剂四 甲基氢氧化铵( MA , 8
48 0
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《 陶瓷学报》 O 1 2 1 年第 3期
备 注: 、 A* 示采 用 自 A A 、s 表 削改性 S i ; 1 A 表 ,G C粉 A ~  ̄ C成 型;1 B 表示P 成型 - B一 F
J u a o e u o en o r l f t E rp a Cea c o it, 1 9 ,1 1 ) n h rmi S cey 9 9 9( 2:
2 5~ 13 1 5 2 6
型 , C成型的素坯碳 的分布更 均匀 ,有利于 R S G BC
的浸渗反应。当素坯 p达到 0 6 g m 时 , C成型 c . 3/ ' G 8 c ̄ 坯体烧结密度达 3 2/ a P 成型坯体在碳含量 . g m, F 1 c 而 为 0 6 g r 时, . 1/ n 8 c 3 发生渗硅阻塞 , 烧结密度降低。 ()B C的素坯孔结构直接影响烧结体 中 的 2R S 分布形态 。 C成型比 P G F成型的坯体孔结构均匀, 烧 结体中 呈细小的网状均匀分布 ,这是细晶 R S BC
S M 照片 , E 圆形颗粒的是 C 块状颗粒的是 S 。 , i 如图 C
可见 , 2 A 样中的孔结构大小均一 , 形状规则 ,i SC和炭 本研究采用控制素坯总碳密度 p一即素坯 中的 c S i C与外加炭总量的方法【 , u 来控制 R S 1 B C的烧结密
度, 其计算公式可以表示如下:
试样密度和弯曲强度的实测值见表 l 。 由图 l 可见 , p增加 , j 随 卜 两冲龆 备的R S BC 强度整体呈增大的趋势 ,这是 由于 S i C含量增加 ,
碳化硅零件的激光选区烧结及反应烧结工艺
碳化硅零件的激光选区烧结及反应烧结工艺付旻慧;刘凯;刘洁;谭沅良【摘要】为了获得高密度、高性能、复杂结构的碳化硅陶瓷件,提出采用机械混合法制备含有黏结剂和乌洛托品固化剂的碳化硅复合粉体,对复合粉体进行激光选区烧结(SLS)形成陶瓷素坯,并对素坯进行气氛烧结和渗硅处理,使其与基体发生反应烧结,最终形成复杂陶瓷异形件.实验证明:若激光功率为8.0 W、扫描速率为2000 mm/s、扫描间距为0.1 mm、单层厚度为0.15 mm,获得的SLS陶瓷样品密度和强度最好.对SLS试样进行合理的中温碳化和高温渗硅,所得碳化硅陶瓷烧结体的抗弯强度最高可达81 MPa,相对密度大于86%.【期刊名称】《中国机械工程》【年(卷),期】2018(029)017【总页数】8页(P2111-2118)【关键词】激光选区烧结;碳化硅;酚醛树脂;反应烧结【作者】付旻慧;刘凯;刘洁;谭沅良【作者单位】华中科技大学材料成形及模具技术国家重点实验室,武汉,430074;武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉,430070;华中科技大学材料成形及模具技术国家重点实验室,武汉,430074;武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉,430070【正文语种】中文【中图分类】TQ174.750 引言激光选区烧结(selective laser sintering,SLS)技术的原理是粉末通过预热系统进行预热,激光束经过振镜体系的动态汇聚形成激光光斑,然后依据计算机指令在其工作区的表面开始扫描,使得其扫描面积内的材料经过熔化后粘连在一块,逐层堆积直到成形出整个零件。
该工艺的优势在于可满足复杂零部件的先进制造需求,不过对于陶瓷的SLS成形目前还在研究过程中,尤其是激光烧结陶瓷材料是研究的难点和重点,目前的结构材料成形还存在材料结构刚性不强、黏接剂含量较高和成形精度较低等一系列问题[1]。
碳化硅(SiC)陶瓷具有优良的耐高温性能、较高的强度和硬度等优点,在宇宙空间领域、材料、航空航天、能源、化工等行业备受关注[2-4]。
反应烧结碳化硅陶瓷
反应烧结碳化硅陶瓷碳化硅制品的全面概述碳化硅制品是何物,如何使用碳化硅制品,我们首先要明确碳化硅的定义,然后知道碳化硅制品的组成部分,用哪些工艺,下面做些简单介绍碳化硅是一种无机非金属材料,由于它具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性及较高的高温强度等特点,用于各种要求耐磨、耐蚀和耐高温的机械零部件中。
由于材料工作者的不断努力,其性能有了很大的改进,已成为一种重要的工程材料,在机械、冶金、化工、电子等部门得到广泛的应用。
采用常压烧结方法生产碳化硅陶瓷制品,其特点是用较高的烧结温度烧结碳化硅的毛坯,使之达到较高的密度,碳化硅的含量达到,,,以上。
所得到的碳化硅陶瓷烧结体耐腐蚀性、抗氧化性能及高温强度均较高。
在1600oC时强度不降低。
因而其制品特别适合于耐磨、耐腐蚀和耐高温的场合使用,如密封环、磨介、喷砂嘴、防弹板等。
特种陶瓷主要运用到那些方面,特种陶瓷包括各种材料制作的陶瓷制品,例如碳化硅材料生产的碳化硅制品,碳化硅密封环,氧化铝材料生产的99瓷,氧化锆材料生产的电解质等等。
所以说,是应用相当广泛的,今天我讲解下应用到高端产品的特种陶瓷。
1 氧化锆材料生产的特种陶瓷氧化锆陶瓷因其拥有较高的离子电导率,良好的化学稳定性和结构稳定性,成为研究最多、应用最为广泛的一类电解质材料。
通过对氧化锆基电解质薄膜制备工艺的改进,降低此类材料的操作温度和制备成本,力争可以实现产业化也是未来研究的重要方向。
2 碳化硅材料生产的特种陶瓷碳化硅材料是硬度高,成本低的材料,可以生产碳化硅制品,例如碳化硅密封件、碳化硅轴套、碳化硅防弹板、碳化硅异形件等,可以应用到机械密封件上和各种泵上。
在以后的发展中,特种陶瓷会应用得更加广泛,因为新型材料的不断出现,制作的特种陶瓷的功能越来越受到人们的欢迎~当今市场上存在哪些碳化硅制品在碳化硅制品行业中,仅仅因为其市场较大,所以涌现了很多的碳化硅制品种类,例如碳化硅密封环、碳化硅轴套、碳化硅轴、碳化硅防弹板等。
真空反应烧结获取碳化硅的工艺
真空反应烧结获取碳化硅的工艺1.引言1.1 概述概述部分可以介绍文章的主题和内容,以及碳化硅在工业领域的重要性。
以下是一个示例:概述随着科技的不断发展,碳化硅作为一种重要的功能陶瓷材料,被广泛应用于多个工业领域。
在制备碳化硅材料的过程中,真空反应烧结技术成为一种重要的制备方法,具有高度的适应性和优越的性能。
本文将重点介绍真空反应烧结获取碳化硅的工艺,详细讨论了其工艺原理和步骤。
同时,我们还会对碳化硅的性质和应用进行探讨,包括它的物理性质和广泛应用于工业领域的各个方面。
在真空反应烧结工艺中,通过在高温和高真空环境下进行粉末烧结,可以获得高纯度的碳化硅材料。
这种工艺具有独特的优势,如高密度、均匀性好、化学稳定性高等,适用于各种碳化硅制品的制备。
此外,我们还将总结真空反应烧结工艺的优势,并展望未来该工艺的发展趋势。
通过深入研究和改进该工艺,我们有望进一步提高碳化硅材料的品质和性能,满足不断发展的科技需求。
综上所述,本文将全面介绍真空反应烧结获取碳化硅的工艺,并探讨其在工业领域的重要性和应用前景。
希望通过本文的阐述,能够增进对该工艺和碳化硅材料的理解,为相关领域的研究和应用提供参考。
文章结构部分的内容可以描述整篇文章的结构安排和各个章节的主要内容。
以下是一个可能的写作内容:1.2 文章结构本篇文章主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分包括概述、文章结构和目的三个小节。
首先,概述部分将简要介绍真空反应烧结获取碳化硅的工艺的背景和重要性。
然后,文章结构部分将提供整篇文章的结构安排,包括各个章节的主要内容和关联性。
最后,目的部分将明确说明本篇文章的写作目的。
正文部分是本篇文章的核心,包含两个主要章节:真空反应烧结工艺和碳化硅的性质和应用。
真空反应烧结工艺章节将分为工艺原理和工艺步骤两小节,分别介绍该工艺的基本原理以及具体的工艺步骤和参数。
碳化硅的性质和应用章节则将分别探讨碳化硅的物理性质和广泛应用的领域。
材料单位重量表
材料单位重量表1调和漆IL—m31870 IIIr1红松ILIII I—Im3|500-600|Ii।r1白松ILIII I—Im3|400-500|Ii।r1杂土ILIII I—Im3|700-850|Ii।r1粘板ILIII It层1m2|1,9〜2.81Ii।r1粘板ILIII I五层Im2|3.0〜3.9|Ii।r1铁窗纱ILIII I—Im2|0.45|Ii।r11白灰砂浆ILIII I一|m3|1700|Ii।r1水泥砂浆ILIII I—Im3|2000|Ii।r1白灰焦渣ILIII I—Im3|1300|Ii।r1普通科砌体ILIII I—Im3|1800|Ii।r1机砖砌体ILIII I—Im3|1900|Ii।r1缸砖砌体ILIII I—Im3|2100|Ii।r1耐火砖砌体ILIII I—Im3|2200|Ii।r1空心砖砌体ILIII I—Im3|1250-1500|Ii।r11素混凝土11III I一|m3|2200-2400|Ii।r1钢筋混凝土1III I—Im3|2400-2500|1立方米的一灰碎石约1(吨)一次石=0.472.15吨,那么一吨二灰碎石约为1/2.15=0.465立方米。
(立方)水泥含量5%稳定碎石立方米。
吨化成方的系数是:0.4275.。
即1吨水泥含量5%稳定碎石等于0.4275般情况下二灰碎石密度是多少摘要:本文从判定路基混合料结构状态及压实特性出发,提出以重型击实标准值、试验路建议值和理论计算值等三个最大干密度构成二灰碎石压实度控制区间,供检验时掌握。
文中提出了最大理论干密度计算公式(近似值),可供同行参考。
关键词:路基二灰碎石干密度标准二灰碎石基层的压实度是极为重要的质量检测指标,然而在施工检查验收过程中,经常因压实度是否达标、超标而引起争议,特别是因超标被判定为质量问题”时往往难以服人。
超标是否就是超密?结构密度适当、过密、超密如何界定以及会给二灰碎石性能带来何种变化?学术上似乎也无定论。
碳化硅性能指标及市场价格
碳化硅性能指标及市场价格分析摘要:国家环保政策的严格实施,碳化硅的市场格局将重新形成,给开发相关产品带来了机遇,文章对碳化硅的产品性能指标及市场价格进行了介绍。
1 前言碳化硅又称碳硅石,在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中,碳化硅应用广泛,可以称为金钢砂或耐火砂。
由二氧化硅和碳在通电后2000℃以上的高温下形成的,碳化硅理论密度是3.18克每立方厘米,其莫氏硬度仅次于金刚石,在9.2-9.8之间,显微硬度3300千克每立方毫米,由于它具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性及较高的高温强度等特点,被用于各种耐磨、耐蚀和耐高温的机械零部件,是一种新型的工程陶瓷新材料。
碳化硅是一种人工合成的碳化物,分子式为SiC;常用的碳化硅磨料有两种不同的晶体,一种是绿碳化硅,含SiC 97%以上,主要用于磨硬质含金工具;另一种是黑碳化硅,有金属光泽,含SiC 95%以上,强度比绿碳化硅大,但硬度较低,主要用于磨铸铁和非金属材料。
黑碳化硅是以石英砂,石油焦和优质硅石为主要原料,通过电阻炉高温冶炼而成;其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉,性脆而锋利。
绿碳化硅是以石油焦和优质硅石为主要原料,添加食盐作为添加剂,通过电阻炉高温冶炼而成,其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉。
2 不同品种碳化硅理化指标3 产品性能分析元丰碳化硅具有化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好耐腐蚀、耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击等特性。
用碳化硅制成的高级耐火材料,耐热震、体积小、重量轻而强度高,节能效果好。
绿碳化硅呈绿色或蓝绿色,呈半透明状,六方晶形,硬度高,切削能力较强,化学性质稳定,导热性好;纯度高、性脆,用它制成的磨具,适于加工硬度高、脆性大的材料;广泛用于消磨铜、铝、宝石、光学玻璃、陶瓷等硬合金、金属及硬而脆的非金属材料;微粉还可以用作陶瓷材料等。
黑色碳化硅呈黑色或蓝黑色,硬度要比玻璃硬的多,能当玻璃刀使用。
反应烧结碳化硼碳化硅复合材料的研究
凝胶注模成型是制备高性能坯体的一种有效方法,获得高固相体积含量(≥50vol%)、低粘度的料浆是成型的关键所在,但炭黑粒子由于粒径很小(30nm左右),表面积很大,所以易团聚而难以分散均匀。且料浆固相含量过高时,成型的坯体碳密度也会过高而导致烧结困难。为了解决炭黑的分散及成型后坯体碳密度过高的问题,通过加入成孔剂制备了一种低密度的二次炭黑粒子,然后再凝胶注模成型。研究表明,通过制备二次粒子,采用合适的分散剂、级配工艺可以得到高固相、低粘度的料浆且成型后的坯体碳密度合适。最终通过反应烧结获得了密度为3.08g/cm<'3>,室温三点抗弯强度为432MPa的PCRBSC材料。
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(a),@、(c)×430
图4-8不同B‘C含量烧结体的金相显微照片
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图年8是c含量和固相含量相同的情况下(c含量lO嘶%,固相含量52v01%),
为保证反应烧结的渗硅过程中硅与碳的充分反应,坯体需要具有适当的致密度,既能保证硅的渗入,又能保证坯体及烧结体具有满足应用要求的力学性能。因此,本实验通过调节不同粒径的碳化硅颗粒级配,制备具有一定致密度的坯体,研究原料颗粒级配对坯体密度及烧结体密度的影响。通过对原料颗粒级配的研究,确定了当细碳化硅粉(粒径为3μm)与粗碳化硅粉(粒径为20μm)质量比为3:1时,凝胶注模成型的坯体结构均匀、能够进行机械加工,具有足够的气孔率以保证反应烧结时液硅能够充分渗入坯体内部,与坯体内的碳反应生成碳化硅;同时,凝胶注模成型得到的坯体具有足够的致密度和强度,能够进行机械加工,得到的反应烧结碳化硅具有较高的致密度和力学性能,能够满足在应用中对碳化硅陶瓷力学性能的要求。
碳化硅烧结
1、无压烧结1974年美国GE公司通过在高纯度β-SiC细粉中同时加入少量的B和C,采用无压烧结工艺,于2020℃成功地获得高密度SiC陶瓷。
目前,该工艺已成为制备SiC陶瓷的主要方法。
最近,有研究者在亚微米SiC粉料中加入Al2O3和Y2O3,在1850℃~2000℃温度下实现SiC的致密烧结。
由于烧结温度低而具有明显细化的微观结构,因而,其强度和韧性大大改善。
2、热压烧结50年代中期,美国Norton公司就开始研究B、Ni、Cr、Fe、Al等金属添加物对SiC热压烧结的影响。
实验表明:Al和Fe是促进SiC热压致密化的最有效的添加剂。
有研究者以Al2O3为添加剂,通过热压烧结工艺,也实现了SiC的致密化,并认为其机理是液相烧结。
此外,还有研究者分别以B4C、B或B与C,Al2O3和C、Al2O3和Y2O3、Be、B4C 与C作添加剂,采用热压烧结,也都获得了致密SiC陶瓷。
3、热等静压烧结:近年来,为进一步提高SiC陶瓷的力学性能,研究人员进行了SiC陶瓷的热等静压工艺的研究工作。
研究人员以B和C为添加剂,采用热等静压烧结工艺,在1900℃便获得高密度SiC烧结体。
更进一步,通过该工艺,在2000℃和138MPa压力下,成功实现无添加剂SiC陶瓷的致密烧结。
研究表明:当SiC粉末的粒径小于0.6μm时,即使不引入任何添加剂,通过热等静压烧结,在1950℃即可使其致密化。
4、反应烧结:SiC的反应烧结法最早在美国研究成功。
反应烧结的工艺过程为:先将α-SiC粉和石墨粉按比例混匀,经干压、挤压或注浆等方法制成多孔坯体。
在高温下与液态Si接触,坯体中的C与渗入的Si反应,生成β-SiC,并与α-SiC相结合,过量的Si填充于气孔,从而得到无孔致密的反应烧结体。
反应烧结SiC通常含有8%的游离Si。
因此,为保证渗Si的完全,素坯应具有足够的孔隙度。
一般通过调整最初混合料中α-SiC和C的含量,α-SiC的粒度级配,C的形状和粒度以及成型压力等手段来获得适当的素坯密度。
氮化硅结合碳化硅砖执行YBT4035-2007标准
氮化硅结合炭化硅砖1 、范围:本标准适用于炼铁高炉用、电解铝槽用氮化硅砖和氮化硅结合炭化硅窑具。
2 、定义:氮化硅结合炭化硅砖(silicon nitride bonded silicon carbide bricks)以炭化硅为骨料加入工业硅粉,经混炼成型,通过氮化反应烧结,形成氮化硅为主要结合相,且氮化硅和氮化硅含量之和不小于90%的定形制品。
3、分类、牌号及形状尺寸:3.1 氮化硅结合碳化硅按用途不同分为TDG、LDG、YDG 三个类别,T、L、Y分别代表炼铁、电解铝、窑具,DG为氮和硅的汉语拼音首字母。
3.2 氮化硅结合碳化硅TDG类分为TDG-1和TDG-2两个牌号。
3.3 形状尺寸应符合YB/T5012的规定或需方图纸要求。
4 、技术要求:4.1 砖的理化指标应符合表1规定。
表1:碳化硅结合炭化砖的理化指标。
4.2 砖的尺寸允许偏差及外观应符合表2的规定。
表2:氮化硅结合碳化硅的尺寸允许偏差及外观。
4.3 特殊技术要求按供需双方合同执行。
5、实验方法:5.1 砖的检验制样按GB/T 7321进行。
5.2 显气孔率、体积密度的检验按GB/T 2997进行。
5.3 常温抗折强度检验按GB/T 3001进行。
5.4 高温抗折强度检验按GB/T 3002进行。
5.5 常温耐压强度检验按GB/T 5072.2进行。
5.6 导热系数检验按GB/T 5990进行。
5.7 砖的尺寸、外观及断面检查按GB/T 10326进行。
5.8 氮化硅量的测定按YB/T 174.1进行。
5.9 炭化硅量的测定按YB/ 174.2进行。
5.10 氧化铁量的测定按YB/T 174.4进行。
6、质量评定程序:6.1 组批:产品按同一牌号编排,每批不超过120t。
6.2 抽样及合格判定规则:砖的抽样与验收按GB/T10325 进行,本标准的体积密度,常温耐压强度,高温抗折强度为验收检验项目。
6.3 合格评定形式:合格评定可采用供货方声明、使用方认定或由第三方认证的形式进行。
烧结配料计算表2010
6.38 4.64
0.027 0.01
P 0.040 0.04 0.00
0.05 0.045 0.050 0.030 0.053
R
1.80 1.90 -0.10
3 14.5 11.4 12.0 7.37
10月21日
烧损 预配比
MS
总用量
总量
11.61 25.0
4.0
39655
5.58 18.0
3.5
8
0.6 0.6
4
0.3 0.07 8
5.2 2.96
SiO2 CaO MgO Al2O3 S
P
R
5.72 3.60 4.58 2.88 0.013 0.045 0.63
5.72 3.22 4.39 2.79 0.013 0.051 0.56
0.00 0.37 0.19 0.09 0.00 -0.01 0.07
1.4
0.4
18
3.8
3.12
469
3.8
0
80
3.9
0.78
547
3.9
0
76
1.4
0.34
188
1.4
0
成总分计总 100.0 89.6 13446 100.0
0
和 烧成率 系数 日产量
98.01 0.823
1.28
11059 0.0508339 254
1.59
97.95 0.815 1.28 11059.2 0.05045 252
TFe SiO2 CaO MgO Al2O3 S
54.03 5.37 9.67 3.81 2.70 0.011
变料前
54.13 5.30 10.06 3.71 2.39 0.01
碳化硅陶瓷的性能和生产
碳化硅陶瓷的性能和⽣产⾃从美国⼈阿奇逊在1891年偶然发现sic材料以来,sic已成为⼈们⼴为利⽤的⾮氧化物陶瓷材料。
因其具有很⼤的硬度、耐热性、耐氧化性、耐腐蚀性,它已被确认为⼀种磨料、耐⽕材料、电热元件、⿊⾊有⾊⾦属冶炼等⽤的原料。
现在⼜被应⽤在机械⼯程中的结构件和化学⼯程中的密封件等。
并已被世⼈证明这种材料⽤在包括腐蚀、磨蚀和⾼温以及航天等极端条件下是⾮常成功的。
1、碳化硅的晶体结构 sic是以共介健为主的共价化合物,由于碳与硅两元素在形成sic晶体时,sic原⼦中s→p电⼦的迁移导致能量稳定的sp3杂化排列,从⽽形成具有⾦刚⽯结构的sic。
因此它的基本单元是四⾯体。
所有sic均由sic四⾯体堆积⽽成,所不同的只是平⾏结合或反平⾏结合。
sic有75种变体,如α -sic、β -sic、3c-sic、4h-sic、15r-sic等,所有这些结构可分为⽴⽅晶系、六⽅晶系和菱形晶系。
其中α -sic、β -sic最为常见。
α -sic是⾼温稳定型,β -sic是低温稳定型。
β -sic在2100~2400℃可转变为α -sic,β -sic可在1450℃左右温度下由简单的硅和碳混合物制得。
利⽤透射电⼦显微镜和x-射线衍射技术可对sic显微体进⾏多型体分析和定量测定。
2、碳化硅的⽣产2.1 碳化硅粉料的制备2.1.1 sio2-c还原法⼯业上按下列反应式⽤⾼纯度⽯英砂和焦炭或⽯油焦在电阻炉内⽣产sic:这是个吸热反应,需使⽤⼤量电能。
实际上反应远⽐上述反应式复杂的多,有些中间反应还有⽓相参加。
⽤此法制得的sic含量⼀般为96%左右。
颜⾊有绿⾊和⿊⾊,sic含量愈⾼颜⾊愈浅,⾼纯为⽆⾊。
2.1.2 ⽓凝sio2的碳还原法在粒度18~22纳⽶的sio2中加⼊30~35纳⽶的天然⽓碳⿊在1400~1500℃温度下通氩⽓保护,反应即可获得纯sic。
反应中加⼊微量sic粉可抑制sic晶体的长⼤。
2.1.3 ⽓相合成法在⽓相硅的卤化物中加⼊碳氢化合物(⽓体)并通⼈⼀定量的氢⽓,在1200~1800℃的⾼温作⽤下可以制取⾼纯sic.在这个反应中,碳氢化合物是作为碳的载体,氢⽓是⽤来还原,同时氢⽓还可以抑制在sic⽣成过程中游离硅和碳的沉积。