碳化矽陶瓷工藝流程,陶瓷製作工藝過程?

2022-02-21 12:21:11 字數 4410 閱讀 1222

1樓:刀過流膿

這個不是對口的回答不了你的問題,金蒙的兄弟單位金德是做碳化矽陶瓷的,你可以打**聯絡一下,希望我的回答對你有幫助。

2樓:

碳化矽(sic)陶瓷,具有抗氧化性強,耐磨效能好,硬度高,熱穩定性好,高溫強度大,熱膨脹係數小,熱導率大以及抗熱震和耐化學腐蝕等優良特性。因此,已經在石油、化工、機械、航天、核能等領域大顯身手,日益受到人們的重視。例如,sic陶瓷可用作各類軸承、滾珠、噴嘴、密封件、切削工具、燃汽渦輪機葉片、渦輪增壓器轉子、反射屏和火箭燃燒室內襯等等。

sic陶瓷的優異效能與其獨特結構密切相關。sic是共價鍵很強的化合物,sic中si-c鍵的離子性僅12%左右。因此,sic強度高、彈性模量大,具有優良的耐磨損效能。

純sic不會被hcl、hno3、h2so4和hf等酸溶液以及naoh等鹼溶液侵蝕。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,故氧化速率並不高。在電效能方面,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。

sic具有α和β兩種晶型。β-sic的晶體結構為立方晶系,si和c分別組成面心立方晶格;α-sic存在著4h、15r和6h等100餘種多型體,其中,6h多型體為工業應用上最為普遍的一種。在sic的多種型體之間存在著一定的熱穩定性關係。

在溫度低於1600℃時,sic以β-sic形式存在。當高於1600℃時,β-sic緩慢轉變成α-sic的各種多型體。4h-sic在2000℃左右容易生成;15r和6h多型體均需在2100℃以上的高溫才易生成;對於6h-sic,即使溫度超過2200℃,也是非常穩定的。

sic中各種多型體之間的自由能相差很小,因此,微量雜質的固溶也會引起多型體之間的熱穩定關係變化。

現就sic陶瓷的生產工藝簡述如下:

一、sic粉末的合成:

sic在地球上幾乎不存在,僅在隕石中有所發現,因此,工業上應用的sic粉末都為人工合成。目前,合成sic粉末的主要方法有:

1、acheson法:

這是工業上採用最多的合成方法,即用電將石英砂和焦炭的混合物加熱至2500℃左右高溫反應制得。因石英砂和焦炭中通常含有al和fe等雜質,在製成的sic中都固溶有少量雜質。其中,雜質少的呈綠色,雜質多的呈黑色。

2、化合法:

在一定的溫度下,使高純的矽與碳黑直接發生反應。由此可合成高純度的β-sic粉末。

3、熱分解法:

使聚碳矽烷或三氯甲基矽等有機矽聚合物在1200~1500℃的溫度範圍內發生分解反應,由此製得亞微米級的β-sic粉末。

4、氣相反相法:

使sicl4和sih4等含矽的氣體以及ch4、c3h8、c7h8和(cl4等含碳的氣體或使ch3sicl3、(ch3)2 sicl2和si(ch3)4等同時含有矽和碳的氣體在高溫下發生反應,由此製備奈米級的β-sic超細粉。

二、碳化矽陶瓷的燒結

1、無壓燒結

2023年美國ge公司通過在高純度β-sic細粉中同時加入少量的b和c,採用無壓燒結工藝,於2020℃成功地獲得高密度sic陶瓷。目前,該工藝已成為製備sic陶瓷的主要方法。美國ge公司研究者認為:

晶界能與表面能之比小於1.732是緻密化的熱力學條件,當同時新增b和c後,b固溶到sic中,使晶界能降低,c把sic粒子表面的sio2還原除去,提高表面能,因此b和c的新增為sic的緻密化創造了熱力學方面的有利條件。然而,日本研究人員卻認為sic的緻密並不存在熱力學方面的限制。還有學者認為,sic的緻密化機理可能是液相燒結,他們發現:

在同時新增b和c的β-sic燒結體中,有富b的液相存在於晶界處。關於無壓燒結機理,目前尚無定論。

以α-sic為原料,同時新增b和c,也同樣可實現sic的緻密燒結。

研究表明:單獨使用b和c作新增劑,無助於sic陶瓷充分緻密。只有同時新增b和c時,才能實現sic陶瓷的高密度化。

為了sic的緻密燒結,sic粉料的比表面積應在10m2/g以上,且氧含量儘可能低。b的新增量在0.5%左右,c的新增量取決於sic原料中氧含量高低,通常c的新增量與sic粉料中的氧含量成正比。

最近,有研究者在亞微米sic粉料中加入al2o3和y2o3,在1850℃~2000℃溫度下實現sic的緻密燒結。由於燒結溫度低而具有明顯細化的微觀結構,因而,其強度和韌性大大改善。

2、熱壓燒結

50年代中期,美國norton公司就開始研究b、ni、cr、fe、al等金屬新增物對sic熱壓燒結的影響。實驗表明:al和fe是促進sic熱壓緻密化的最有效的新增劑。

有研究者以al2o3為新增劑,通過熱壓燒結工藝,也實現了sic的緻密化,並認為其機理是液相燒結。此外,還有研究者分別以b4c、b或b與c,al2o3和c、al2o3和y2o3、be、b4c與c作新增劑,採用熱壓燒結,也都獲得了緻密sic陶瓷。

研究表明:燒結體的顯微結構以及力學、熱學等效能會因新增劑的種類不同而異。如:

當採用b或b的化合物為新增劑,熱壓sic的晶粒尺寸較小,但強度高。當選用be作新增劑,熱壓sic陶瓷具有較高的導熱係數。

3、熱等靜壓燒結:

近年來,為進一步提高sic陶瓷的力學效能,研究人員進行了sic陶瓷的熱等靜壓工藝的研究工作。研究人員以b和c為新增劑,採用熱等靜壓燒結工藝,在1900℃便獲得高密度sic燒結體。更進一步,通過該工藝,在2000℃和138mpa壓力下,成功實現無新增劑sic陶瓷的緻密燒結。

研究表明:當sic粉末的粒徑小於0.6μm時,即使不引入任何新增劑,通過熱等靜壓燒結,在1950℃即可使其緻密化。如選用比表面積為24m2/g的sic超細粉,採用熱等靜壓燒結工藝,在1850℃便可獲得高緻密度的無新增劑sic陶瓷。

另外,al2o3是熱等靜壓燒結sic陶瓷的有效新增劑。而c的新增對sic陶瓷的熱等靜壓燒結緻密化不起作用,過量的c甚至會抑制sic陶瓷的燒結。

4、反應燒結:

sic的反應燒結法最早在美國研究成功。反應燒結的工藝過程為:先將α-sic粉和石墨粉按比例混勻,經幹壓、擠壓或注漿等方法制成多孔坯體。

在高溫下與液態si接觸,坯體中的c與滲入的si反應,生成β-sic,並與α-sic相結合,過量的si填充於氣孔,從而得到無孔緻密的反應燒結體。反應燒結sic通常含有8%的遊離si。因此,為保證滲si的完全,素坯應具有足夠的孔隙度。

一般通過調整最初混合料中α-sic和c的含量,α-sic的粒度級配,c的形狀和粒度以及成型壓力等手段來獲得適當的素坯密度。

實驗表明,採用無壓燒結、熱壓燒結、熱等靜壓燒結和反應燒結的sic陶瓷具有各異的效能特點。如就燒結密度和抗彎強度來說,熱壓燒結和熱等靜壓燒結sic陶瓷相對較多,反應燒結sic相對較低。另一方面,sic陶瓷的力學效能還隨燒結新增劑的不同而不同。

無壓燒結、熱壓燒結和反應燒結sic陶瓷對強酸、強鹼具有良好的抵抗力,但反應燒結sic陶瓷對hf等超強酸的抗蝕性較差。就耐高溫效能比較來看,當溫度低於900℃時,幾乎所有sic陶瓷強度均有所提高;當溫度超過1400℃時,反應燒結sic陶瓷抗彎強度急劇下降。(這是由於燒結體中含有一定量的遊離si,當超過一定溫度抗彎強度急劇下降所致)對於無壓燒結和熱等靜壓燒結的sic陶瓷,其耐高溫效能主要受新增劑種類的影響。

總之,sic陶瓷的效能因燒結方法不同而不同。一般說來,無壓燒結sic陶瓷的綜合效能優於反應燒結的sic陶瓷,但次於熱壓燒結和熱等靜壓燒結的sic陶瓷。

陶瓷製作工藝過程?

3樓:彤彤在農村

今天給你講述一下陶瓷的製作過程

4樓:家居達人西雪

回答一.淘泥 高嶺土是燒製瓷器的最佳原料,千百年來,多少精品陶瓷都是從這些不起眼的瓷土演變而來,制瓷的第一道工序:淘泥,就是把瓷土淘成可用的瓷泥.

二、摞泥 淘好的瓷泥並不能立即使用,要將其分割開來,摞成柱狀,以便於儲存和拉坯用.

三、拉坯 將摞好的瓷泥放入大轉盤內,通過旋轉轉盤,用手和拉坯工具,將瓷泥拉成瓷坯.

四、印坯 拉好的瓷坯只是一個雛形,還需要根據要做的形狀選取不同的印模將瓷坯印成各種不同的形狀.

五、修坯 剛印好的毛坯厚薄不均,需要通過修坯這一工序將印好的坯修刮整齊和勻稱,修坯又分為溼修和幹修.

六、捺水 捺水是一道必不可少的工序,即用清水洗去坯上的塵土,為接下來的畫坯、上釉等工序做好準備工作.

七、畫坯 在坯上作畫是陶瓷藝術的一大特色,畫坯有好多種,有寫意的、有貼好畫紙勾畫的,無論怎樣畫坯都是陶瓷工序的點睛之筆.

八、上釉 畫好的瓷坯,粗糙而又呆澀,上好釉後則全然不同,光滑而又明亮:不同的上釉手法,又有全然不同的效果,常用的上釉方法有浸釉、淋釉、蕩釉、噴釉、刷釉等.

九、燒窯 千年窯火,延綿不息,經過數十道工具精雕細琢的瓷坯,在窯內經受千度高溫的燒煉,就像一隻醜小鴨行將達化一隻美天鵝.現在的窯有氣窯、電窯、等.

十、成瓷 經過幾天的燒煉,窯內的瓷坯已變成了件件精美的瓷器,從開啟的窯門中迫不及待地脫穎而出.

十一、成瓷缺陷的修補,一件完美的瓷器有時燒出來會有一點瑕疵,用js916-2(勁素成)進行修補,可以讓成瓷更完美.

希望能幫到您,親~~

更多10條

5樓:匿名使用者

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