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日本盐川皓先生谈碳化硅匣钵生产技术
类别:传统陶瓷—窑炉与烧成—窑炉附属设置   浏览人数:1926   发布时间:2001-8-14
 
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    一、SiC材料的结合剂

    碳化硅质制品的结合剂大致有四种:

    1、粘土质结合剂,一般添加量为3~8%;

    2、抗氧化性结合剂,主要是加入了一些金属氧化物,如Fe2O3、CaO、MgO、BaO、V2O6等,一般用量为1~3%;

    3、自结合(无外加结合剂)4、结晶质结合剂;

    陶瓷工业使用的SiC制品的结合剂要少用些好,钢铁工业用的耐火砖的结合剂液压机静止加压成型的坏体致密;

    (2)液压机价格昂贵;(3)液压机成型规格大而厚的制品较为困难,例如要制成600×600×30的SiC棚板,如果用油压机成型需要1440吨大型压机,一般工厂很难支付这笔昂贵的设备费用。

    关于成型压力,盐川皓先生还认为:成型一般匣钵和棚板只要达到400kg/cm2就够了,气锤压力一般

    是7—8kg/cm2,不能太高,否则操作工的手控制不住气锤柄。气锤锤头形状有二种,如图3所示,

    一种是平打方型锤头,适用于锤击平底匣钵或棚板;一种是竖打长方型锤头,适于锤击匣钵周墙。操作时可用二人,一人加料,一人握锤捣打;也可由一人单独操作,一手握锤,一手加料。

    在成型时要密切注意以下几个问题:

    1、要边锤击成型边加料,绝不可一次将料加满一次锤击捣打成功。如图4所示,

    将SiC配料一次成型一长方体,待烧成后,从锤头撞击面起水平分层截取均为15mm厚的薄片A、B、C、等,并分别测出各层的抗折强度(示于图中)发现离表面30 mm以下的一层的强度比第一层减少了一半多。这就是一次加料在厚度方向上压力递减所造成的。因此,一定要按一边捣打,一边连续加料的操作方法进行。由于是连续加料,因此不用耽心会产生坯料分层的毛病。

     2、要严格控制成型水分,混料水分假设规定为6%,当泥料被送到成型工段成型时则应防止泥料水分蒸发或由于别的原因使泥料水分减少或增多的现象发生。因为水分不适当对成型操作质量影响很大。

     3、在边角处应先用榔头敲打,使其初步充填满或初步捣实。气锤捣打成型时要左右上下来往五六次,锤击次数不能太少,也不能过多,如在某一固定部位连续锤击次数太多,坯料容易流动,弄不好连水分也会挤流出来。

    4、锤击压力和抗折强度有一定的关系。根据经验,用压力为200—400kg/cm2成型并经烧结的SiC耐火制品其抗折强度为250—300kg/cm2,在考察制品的成型压力和质量的关系时,不能光凭压力与密度的关系来判断。因为有时一些制品虽然密度一样,但由于含SiC晶粒有多有少结果抗折强度相差很大,一般来说SiC含量多则强度好。SiC含量少则抗折强度低。

    四、SiC 质耐火材料的烧成

    SiC棚板的烧成要注意二点:第一是棚板不能互相叠烧,每两块之间要留有10~20mm的间隙,否则板的中心不易烧透。另外,因为SiC是还原性物质。如果重叠在一起容易析出Si,而Si与O2化合生成SiO2。第二即要选择适宜的烧结温度,则SiC细粉可用多些。相反,在使用中如粘土用得多,由于其本身不耐火,所以为使烧结制品耐火度高些、耐氧化性和强度都大些,则SiC细粉应少用一些。粘土质结合剂在使用中慢慢被氧化,而耐氧化性结合剂则较难氧化。而第三种无结合剂的则是氧化性的,但由于Si的致密度较高,而且其中只有少量CaO,因此又使其不太容易氧化。现举十年前的一个例子说明之:   

 表一

薄板容易烧透,但板子太厚如(长×宽×厚=600×600×300mm)则难于烧透,因此为使其气孔率大些,SiC组粒适当增加(由13%增加到15%),细粒则相对有所减少(由24%减到20%)。颗粒度分布情况是:

                              表二

表中微粉系指超细微粉(BFC),其颗粒度为:

10μ      5μ       4μ       3μ        2μ        2........

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