【正文】 小，增大了燒結(jié)驅(qū)動力，促進了燒結(jié)。為了降低燒結(jié)溫度一般采用YAG為SIC的燒結(jié)添加劑。其特點是無需外加壓力使碳化硅實現(xiàn)致密化(致密化有兩中途徑：固相燒結(jié)和液相燒結(jié))，因此對制品的形狀沒有限制，可以與各種成型方法配合，是最為經(jīng)濟實用的的制備碳化硅的方法。因此，為保證滲Si的完全，素坯應(yīng)具有足夠的孔隙度。因此，反應(yīng)燒結(jié)碳化硅的使用溫度限制在1350℃。1988年，Dutta以B和C為燒結(jié)助劑，僅在1900℃下，即通過HIP工藝獲得理論密度達98%的碳化硅材料。就耐高溫性能比較來看，當溫度低于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(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷抗彎強度急劇下降。 磨削參數(shù)的選擇 磨削參數(shù)的選擇直接關(guān)系到陶瓷環(huán)的表面加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率。3 生產(chǎn)技術(shù)要求 SiC粉體的制備技術(shù)要求 碳化硅粉體的制備技術(shù)就其形成原理可分為機械粉碎法和合成法, 方法的優(yōu)劣可從粒子純度、表面的清潔度、粒子粒徑、粒度分布可控性、粒子幾何形狀規(guī)一性、是否易于收集、粉體團聚程度、熱穩(wěn)定性六個方面加以評價。 本次我們用噴霧造粒法制造碳化硅粉粒，在噴霧過程中要求控制好系統(tǒng)的溫度、漿料的粘度和漿料的進給速度等，這都直接影響粒度的大小，形狀及粒度分布。此外，壓制時的工作條件，如壓制壓力、加壓速度等因素在設(shè)計和制造模具時也應(yīng)考慮。所以，確定合理的燒結(jié)制度是制備具有優(yōu)異性能碳化硅陶瓷環(huán)的一個關(guān)鍵因素。（注：當完成燒結(jié)時，應(yīng)讓它在Ar氣氛下、爐內(nèi)自然冷卻） 燒結(jié)氣氛，本次試驗以氬氣作為保護氣氛，為防止碳化硅在高溫?zé)Y(jié)時被氧化，影響其性能，碳化硅制品的燒結(jié)中還受燒結(jié)助劑、穩(wěn)定劑等的影響，加入燒結(jié)助劑可降低燒結(jié)溫度，穩(wěn)定劑提高碳化硅燒結(jié)過程中的穩(wěn)定性4 生產(chǎn)設(shè)備 生產(chǎn)設(shè)備的選擇 41表 生產(chǎn)所有設(shè)備總攬序號設(shè)備名稱型號外型尺寸1三維混料機SHY2001400 mm1800 mm16002噴霧干燥機LPG253000 mm2700 mm4260 mm3干壓成型機800mm700mm1500mm4真空燒結(jié)爐5拋光機P2T200 mm300 mm100 mm6HZY150型精密臥軸矩臺平面磨床HZY150350mm150mm7顯微硬度計HV1000 設(shè)備詳述 三維混料機（1） SYH系列三維混料機結(jié)構(gòu)及工作原理結(jié)構(gòu)：三維混料機由機座、調(diào)速電機、回轉(zhuǎn)連桿及混合筒體等部分組成。三維混料機規(guī)格詳見421表 。成品連續(xù)地由干燥塔底部和旋風(fēng)分離器中輸出，廢氣由風(fēng)機排空。主要技術(shù)規(guī)格序號型號THP20型1工作壓力20T2上沖最大行程110mm3裝料高度80mm4下模最大直徑115mm5最大壓片直徑65mm6產(chǎn) 量20—357產(chǎn)品誤差177。 工作氣氛：氫氣或氮氣。德國TTGmbH公司，ALDTVGmbH公司和PVAGmbH公司研發(fā)的新型高溫(~1750℃)、高壓(~10MPa)真空燒結(jié)爐控溫精度高，技術(shù)指標先進，性能優(yōu)良。前者要求使用較粗的磨料，以保證有較大的拋光速率來去除磨光的損傷層，但拋光損傷層也較深；后者要求使用最細的材料，使拋光損傷層較淺，但拋光速率低。精拋時轉(zhuǎn)盤速度可適當提高，拋光時間以拋掉粗拋的損傷層為宜。如用戶需要采用干磨，在訂貨時提出，可配備吸塵裝置（特殊附件）。（3） 機床主要規(guī)格參數(shù) 顯微硬度計(1) 顯微硬度計概述硬度是一個重要的力學(xué)性能指標，它能反映材料彈性和塑性變形的特性指標?！　≡囼灹Τ詨汉郾砻娣e的商就是維氏硬度值。 600HV1/20—表示采用1000g的試驗力，保持時間20S時得到的硬度值為600HV。（2） 噴霧壓力及進料速率對 SiC 造粒粉的影響 噴霧造粒時, 漿料通過壓力式噴嘴霧化形成霧滴, 熱空氣從頂部進入干燥塔, 霧滴與熱空氣先逆流然后順流混合, 從而快速干燥。固含量越高, 粘度越大。 SiC陶瓷環(huán)的性能（1）SiC陶瓷環(huán)產(chǎn)品的收縮率及密度數(shù)據(jù)的處理詳見表52。 通過此次課程設(shè)計，將理論和實踐結(jié)合在一起，進一步鞏固和加深了我們平時所學(xué)知識，掌握了基本設(shè)計方法，從閱讀設(shè)計任務(wù)書，明確設(shè)計要求、工作條件、設(shè)計內(nèi)容和步驟；我們通過查閱相關(guān)資料，分析和選定制備工藝；按照所選工藝計算材料配比；確定制備的工藝條件，繪制了簡單的工藝流程，經(jīng)過一系列實踐過程，最終得到了我們所需的產(chǎn)品。得到碳化硅陶瓷的三點抗彎強度值： 圖54. 表53 三點彎曲強度數(shù)據(jù)記錄試樣高度（h）試樣寬度（b）最大力三點彎曲強度（σb3）單位mmmmNMPa第 1 根34 圖54 陶瓷的力位移曲線通過以上數(shù)據(jù)可以看出，盡管無壓燒結(jié)、干壓鋼模成型的的炭化硅陶瓷各向收縮率都在18%以上，但通過此方案還是可以得到較高密度、硬度的碳化硅陶瓷。隨著粘結(jié)劑含量和漿料濃度的提高, 粉料的松裝密度也相應(yīng)提高, 當粘結(jié)劑含量大于 5 %時, 松裝密度無明顯提高, 但能形成流動性良好的球形顆粒。 固體含量低, 會形成大量空心顆粒, 造成粉料流動性的降低。試驗中還發(fā)現(xiàn), 出口溫度對顆粒形態(tài)影響較大, 但由于不能通過對設(shè)備供熱系統(tǒng)的調(diào)節(jié)控制出口溫度, 因此必須通過進料速度、 漿料固含量的調(diào)節(jié)加以控制。如果選用的時間超出這一范圍，在力值后面還要注上保持時間。 (2) 顯微硬度計的結(jié)構(gòu)特征 顯微硬度計由硬度計主機及測微目鏡和相關(guān)附件組成。磨頭的砂輪主軸轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分鐘，主軸軸承為高精度滾動軸承，其回轉(zhuǎn)精度高、剛性好，磨損極小、壽命很長。本機床為小規(guī)格的縱向液壓傳動、十字工作臺型、臥軸矩臺平磨，機床結(jié)構(gòu)簡單、精度穩(wěn)定、剛性好、效率高，機床操作簡易，勞動強度低。為了達到粗拋的目的，要求轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速較低，最好不要超過600r/min；拋光時間應(yīng)當比去掉劃痕所需的時間長些，因為還要去掉變形層。(2) 拋光機的工作原理　　拋光機操作的關(guān)鍵是要設(shè)法得到最大的拋光速率，以便盡快除去磨光時產(chǎn)生的損傷層。 控溫精度：% (4) 真空燒結(jié)爐發(fā)展現(xiàn)狀近年來，真空燒結(jié)爐在加工范圍、工作溫度和裝爐量以及控制技術(shù)諸方面均有了新的進展，可用于不銹鋼、工具鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、釹鐵硼等材料的燒結(jié)處理，工業(yè)應(yīng)用前景廣闊。立式中頻感應(yīng)燒結(jié)爐工作環(huán)境級參數(shù)：主要技術(shù)參數(shù)及性能： 最高使用溫度：2300℃。該壓片機自動化程度高，具有在安全生產(chǎn)提高生產(chǎn)率的同時節(jié)省材料，省工、省時、一機多用的特點，是干壓陶瓷、磁性材料成型機械首選。隨著我國工業(yè)高速發(fā)展、高新技術(shù)的應(yīng)用，先進的機電一體化結(jié)構(gòu)的電動高速離心噴霧頭應(yīng)運而生，同時電動高速離心噴霧干燥機開發(fā)成功，電動高速離心噴霧干燥機的開發(fā)應(yīng)用迎來了離心噴霧的全新時代，是離心噴霧干燥機的一大進步。(2) 干燥機工作原理 空氣經(jīng)過濾和加熱，進入干燥器頂部空氣分配器，熱空氣呈螺旋狀均勻地進入干燥室。該機的混合筒方向運動，物料無離心力作用，無比重偏析及分層、積聚現(xiàn)象，各組分可有懸殊的重量比，%以上，是目前各種混合機中的一種較理想的產(chǎn)品。當超過極值后,溫度繼續(xù)升高, 性能指標反而有下降趨勢。這次制備碳化硅陶瓷環(huán)保壓時間為45S。在模具材料的選擇和處理上，應(yīng)考慮模具材料的硬度、顯微組織殘余應(yīng)力及彈性狀態(tài)等；在模具的加工上應(yīng)考慮腔表面和模沖工作表面的粗糙度，模腔的平行度和模具出口的錐度，陰模與模沖間的間隙和配合，陰模與模沖凌角的幾何半徑及其他幾何因素等，模具裝配時，要求做到上、下模和模腔中心線在同一直線上, 襯板一定要垂直90度，下模與模腔的配合, 要上、下靈活, 不能過緊也不能過松。若形成團粒，則流動性好，裝模方便，分布均勻。為此, 磨削加工過程中必須使用冷卻液對砂輪與工件接觸部位進行噴射冷卻, 以降低磨削溫度, 并起到?jīng)_走磨屑、清洗工件的作用。因此, 在選擇磨削加工陶瓷環(huán)的砂輪時, 必須保證砂輪硬度高、刃口鋒銳、磨削性能好, 且在磨削過程中砂輪顆粒不易脫落, 可長時間保持砂輪鋒利、出刃等優(yōu)良特性。另一方面，SiC陶瓷的力學(xué)性能還隨燒結(jié)添加劑的不同而不同。這種工藝是通過作為爐子外壁的高壓容器，內(nèi)用惰性氣體對樣品進行各向同性的均勻加壓。但反應(yīng)燒結(jié)碳化硅往往含有8%20%的游離硅，使用溫度不宜過高。在高溫下（1450~1750℃）與液態(tài)Si接觸，坯體中的C與滲入的Si反應(yīng)，生成β－SiC，并與α－SiC相結(jié)合，過量的Si填充于氣孔，從而得到無孔致密的反應(yīng)燒結(jié)體。目前，該工藝已成為制備SiC陶瓷的主要方法。（2） Y2O3AL2O3的作用碳化硅的液相燒結(jié)是美國科學(xué)家Mulla MA于20世紀90年代初實現(xiàn)的，它的主要添加劑是Y2O3AL2O3。他在亞微米級得β－SiC中添加少量的B和C,實現(xiàn)了SIC無壓燒結(jié)，制得接近理論密度95%的致密燒結(jié)體。 SiC陶瓷燒結(jié)特點SiC是一種共價鍵很強的化合物，加上它的擴散系數(shù)很低（即在2100℃，C和Si在αSi單晶中擴散系數(shù)分別為DC =1010 cm2/s,Dsi=1013 cm2/s,在β－SiC多晶中自擴散系數(shù)分別為DC =1010 cm2/s,Dsi=1013 cm2/s,，β－SiC晶體晶面擴散系數(shù)為DC =105 cm2/s），所有很難燒結(jié)。 漿料的制備過程 將按配比稱好的亞微米級 SiC 粉、蒸餾水（加240 ml， 留20ml溶解HT）B4C、無水乙醇（由于酚醛的粘度很大，