反应烧结制备碳化硅陶瓷及其性能研究
2022-04-21贺国旭曹测祥韩永军李伟利吴华涛
耐火材料 2022年2期
贺国旭 曹测祥 韩永军 田 刚 李伟利 吴华涛
1)平顶山学院化学与环境工程学院 河南平顶山467000
2)河南省中原古陶瓷研究重点实验室 河南平顶山467000
碳化硅是C—Si共价键相结合的一种化合物,具有良好的耐磨性和抗热震性,以及耐腐蚀性强,热导率高等优良性能,被广泛用于航空航天、机械制造、石油化工、金属冶炼以及电子行业,特别用于制作耐磨损部件和高温结构部件[1-7]。反应烧结碳化硅陶瓷是最早实现工业化生产的结构陶瓷之一[8]。传统反应烧结碳化硅陶瓷是以碳化硅粉和少量炭粉为原料,经高温渗硅反应烧结而成,烧结时间长,温度高,能耗大,成本高。随着反应烧结碳化硅技术的广泛应用,传统反应烧结碳化硅陶瓷满足不了工业上对碳化硅陶瓷形状复杂性的要求。
近年来,部分采用碳化硅纳米粉制备出烧结密度高,抗弯强度大的碳化硅陶瓷,极大提高了材料的力学性能[9]。但碳化硅纳米粉原料售价每吨在万元以上,生产成本过高,不利于规模化推广。在本工作中,以来源广泛的木质炭粉为碳源,微米碳化硅为骨料,采用注浆成型技术制备反应烧结碳化硅陶瓷素坯。这既可以免除碳化硅粉的预合成,降低碳化硅陶瓷的制备成本,又可制备大尺寸,形状复杂的薄壁制品,为反应烧结碳化硅陶瓷的性能改善及应用提供一定的参考。
1 试验
1.1 原料
试验原料有:d50=3.6μm的碳化硅,w(SiC)≥98%;d50=0.5μm的炭黑,w(C)≥99%;d50=10μm的石墨,w(C)≥99%;分散剂为聚乙烯吡咯烷酮K30(K值为27~33)和K90(K值为88~96);减水剂聚羧酸CE-64,脱模剂AO,去离子水。……
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