【正文】 動(dòng)高速離心噴霧干燥機(jī)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用迎來(lái)了離心噴霧的全新時(shí)代，是離心噴霧干燥機(jī)的一大進(jìn)步。由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)的傳動(dòng)方式確實(shí)限制了高速離心干燥機(jī)的發(fā)展。離心噴頭是離心噴霧干燥機(jī)的關(guān)鍵部件，它的轉(zhuǎn)速高低、振動(dòng)大小及轉(zhuǎn)速穩(wěn)定性都直接影響霧化效果及干燥物的質(zhì)量。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(jī)排空。(2) 干燥機(jī)工作原理 空氣經(jīng)過(guò)濾和加熱，進(jìn)入干燥器頂部空氣分配器，熱空氣呈螺旋狀均勻地進(jìn)入干燥室?；炝贤耙话阌貌讳P鋼制作，內(nèi)外都鏡面拋光,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上保證無(wú)積料死角，桶體可用手輪任意轉(zhuǎn)動(dòng)，以便出料或加料。本實(shí)用新型的有益效果是：通過(guò)兩個(gè)擺動(dòng)叉架的旋轉(zhuǎn)形成的混料桶的三向復(fù)合運(yùn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)料桶內(nèi)的待混料良好的混勻效果，并可縮短混料時(shí)間，提高混料速度。三維混料機(jī)規(guī)格詳見(jiàn)421表 。該機(jī)的混合筒方向運(yùn)動(dòng)，物料無(wú)離心力作用，無(wú)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(jī)中的一種較理想的產(chǎn)品。桶內(nèi)的多種物料相互流動(dòng)、擴(kuò)散、摻雜，最后成均勻狀態(tài)。當(dāng)主動(dòng)軸被拖動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí)，萬(wàn)向節(jié)使料桶在空間周而復(fù)始地做平移、轉(zhuǎn)動(dòng)和翻滾等復(fù)合運(yùn)動(dòng)。（注：當(dāng)完成燒結(jié)時(shí)，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(yàn)以氬氣作為保護(hù)氣氛，為防止碳化硅在高溫?zé)Y(jié)時(shí)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(guò)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(hào)設(shè)備名稱型號(hào)外型尺寸1三維混料機(jī)SHY2001400 mm1800 mm16002噴霧干燥機(jī)LPG253000 mm2700 mm4260 mm3干壓成型機(jī)800mm700mm1500mm4真空燒結(jié)爐5拋光機(jī)P2T200 mm300 mm100 mm6HZY150型精密臥軸矩臺(tái)平面磨床HZY150350mm150mm7顯微硬度計(jì)HV1000 設(shè)備詳述 三維混料機(jī)（1） SYH系列三維混料機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理結(jié)構(gòu)：三維混料機(jī)由機(jī)座、調(diào)速電機(jī)、回轉(zhuǎn)連桿及混合筒體等部分組成。當(dāng)超過(guò)極值后,溫度繼續(xù)升高, 性能指標(biāo)反而有下降趨勢(shì)。溫度未達(dá)到最佳燒結(jié)溫度時(shí), 燒結(jié)體的密度、強(qiáng)度、硬度數(shù)值均低于正常碳化硅陶瓷的性能指標(biāo)。 燒結(jié)溫度過(guò)高和過(guò)低, 都影響燒結(jié)體的致密程度,只在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi),相對(duì)密度可超過(guò)96%，)。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(gè)關(guān)鍵因素。這次制備碳化硅陶瓷環(huán)保壓時(shí)間為45S。 加壓速度和保壓時(shí)間對(duì)坯體性能有很大影響。 干壓成型工藝參數(shù)控制 成型壓力的大小取決于坯體的形狀、高度、粘合劑的種類和數(shù)量、粉體的流動(dòng)性、坯體的致密度等。此外，壓制時(shí)的工作條件，如壓制壓力、加壓速度等因素在設(shè)計(jì)和制造模具時(shí)也應(yīng)考慮。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(shí)，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(guò)緊也不能過(guò)松。在壓制成型過(guò)程中，模具和粉末之間的相互摩擦?xí)斐赡＞叩哪p，因此模具材料必須要求有很好的耐磨性能。 坯料的成型技術(shù)要求 成型方法要求 首先是成型方法的選擇，選擇成型方法時(shí)，希望在保證產(chǎn)品品質(zhì)的前提下，選用設(shè)備先進(jìn)、生產(chǎn)周期最短、成本最低的一種成型方法。 本次我們用噴霧造粒法制造碳化硅粉粒，在噴霧過(guò)程中要求控制好系統(tǒng)的溫度、漿料的粘度和漿料的進(jìn)給速度等，這都直接影響粒度的大小，形狀及粒度分布。若形成團(tuán)粒，則流動(dòng)性好，裝模方便，分布均勻。對(duì)于碳化硅用粉料的粒度，應(yīng)是越細(xì)越好，但太細(xì)對(duì)成型性不好。本方案要求制備出98%的亞微米αSiC 粉。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(jī)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(tuán)聚程度、熱穩(wěn)定性六個(gè)方面加以評(píng)價(jià)。為此, 磨削加工過(guò)程中必須使用冷卻液對(duì)砂輪與工件接觸部位進(jìn)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。 冷卻液的選擇及加工磨削加工陶瓷材料時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量磨削熱, 工作區(qū)溫度可高達(dá)1000 度。如選用的垂直進(jìn)給量過(guò)大, 脆性工件受到過(guò)大切削力和工件自身內(nèi)應(yīng)力等的作用, 也容易發(fā)生破碎。 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。因此, 在選擇磨削加工陶瓷環(huán)的砂輪時(shí), 必須保證砂輪硬度高、刃口鋒銳、磨削性能好, 且在磨削過(guò)程中砂輪顆粒不易脫落, 可長(zhǎng)時(shí)間保持砂輪鋒利、出刃等優(yōu)良特性。根據(jù)上述比較綜合，為達(dá)到本設(shè)計(jì)要求，所以采用無(wú)壓燒結(jié)。總之，SiC陶瓷的性能因燒結(jié)方法不同而不同。就耐高溫性能比較來(lái)看，當(dāng)溫度低于900℃時(shí)，幾乎所有SiC陶瓷強(qiáng)度均有所提高；當(dāng)溫度超過(guò)1400℃時(shí)，反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷抗彎強(qiáng)度急劇下降。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。1400—1600℃燒結(jié)溫度低；收縮率為零；多孔質(zhì)，強(qiáng)度低；殘留游離硅多（8%15%），影響性能熱壓燒結(jié)添加B+C、B4C、BN、AL、AL2OALN等燒結(jié)，助劑，一面加壓，一面燒結(jié).19502100℃2040MPa密度高，抗彎強(qiáng)度高；不能制備形狀復(fù)雜制品；成本高常壓燒結(jié)添加B、C、AL+B+C、AL2O3+Y2O3等燒結(jié)助劑的胚體，在惰性氣氛進(jìn)行固相或液相燒結(jié)20002200℃能制備出各種形狀復(fù)雜制品；強(qiáng)度較高；純度高，耐蝕性；燒結(jié)溫度高（缺點(diǎn)）高溫?zé)岬褥o壓燒結(jié)將陶瓷粉料或陶瓷素胚，經(jīng)包封后放入高溫?zé)岬褥o壓裝置中，在高溫高壓（各方向均勻加壓）下燒結(jié)2000℃左右高密度，高強(qiáng)度；燒結(jié)溫度低，燒結(jié)時(shí)間縮短 表32 不同燒結(jié)方法制得的SiC制品的性質(zhì)性質(zhì)熱壓SiC常壓燒結(jié)SiC反應(yīng)燒結(jié)SiC密度/g/cm3 氣孔率/%1 2 1 硬度/HRA94 94 94抗彎強(qiáng)度/MPa,室溫 989 590 490抗彎強(qiáng)度/MPa,1000℃ 980 590 490抗彎強(qiáng)度/MPa,1200℃ 1180 590 490斷裂韌性/() 韋伯模數(shù) 10 15 15彈性模量/GPa 430 440 440熱導(dǎo)率/﹝W/()﹞ 6 84 84熱膨脹系數(shù)/(106/℃) 實(shí)驗(yàn)方案討論：采用無(wú)壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、熱等靜壓燒結(jié)和反應(yīng)燒結(jié)的SiC陶瓷具有各自的性能特點(diǎn)。說(shuō)明在高溫、高壓條件下，也能實(shí)現(xiàn)碳化硅粉體致密化。1988年，Dutta以B和C為燒結(jié)助劑，僅在1900℃下，即通過(guò)HIP工藝獲得理論密度達(dá)98%的碳化硅材料。這種工藝是通過(guò)作為爐子外壁的高壓容器，內(nèi)用惰性氣體對(duì)樣品進(jìn)行各向同性的均勻加壓。熱壓燒結(jié)時(shí)間短、燒結(jié)溫度相對(duì)較低；燒結(jié)助劑量少，可制得高密度產(chǎn)品；生產(chǎn)效率低，只能生產(chǎn)形狀簡(jiǎn)單的制品。（3） 熱壓燒結(jié)SiC陶瓷為獲得更致密、強(qiáng)度更高的制品，可采用熱壓工藝。因此，反應(yīng)燒結(jié)碳化硅的使用溫度限制在1350℃。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(guò)高。同時(shí)，反應(yīng)燒結(jié)工藝可以將制品的加工余量控制在最小范圍，使的加工成本大為降低。反應(yīng)燒結(jié)碳化硅對(duì)原料要求相對(duì)較低，顆粒級(jí)配的碳化硅粒徑在120微米范圍內(nèi)，無(wú)需特殊處理，C粉、粘結(jié)劑等都是市場(chǎng)成熟供應(yīng)的原料。因此，為保證滲Si的完全，素坯應(yīng)具有足夠的孔隙度。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(guò)量的Si填充于氣孔，從而得到無(wú)孔致密的反應(yīng)燒結(jié)體。 （2） 反應(yīng)燒結(jié)SiC的反應(yīng)燒結(jié)法最早在美國(guó)研究成功。（本方案選擇的SiC粉為亞微米級(jí)、燒結(jié)助劑為B4C）.對(duì)于在空氣中難于燒結(jié)的陶瓷制品（如透光體或非氧化物）常用氣氛燒結(jié)法。其特點(diǎn)是無(wú)需外加壓力使碳化硅實(shí)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(duì)制品的形狀沒(méi)有限制，可以與各種成型方法配合，是最為經(jīng)濟(jì)實(shí)用的的制備碳化硅的方法。目前，該工藝已成為制備SiC陶瓷的主要方法。本實(shí)驗(yàn)選用無(wú)壓燒結(jié)的方法，該法燒結(jié)的SiC陶瓷產(chǎn)品相對(duì)密度可達(dá)96%以上，而且燒結(jié)前后制品不發(fā)生過(guò)量的塑性變形，制備工藝可控性高。無(wú)壓燒結(jié)SIC的力學(xué)性能隨添加劑、燒結(jié)溫度、顯微結(jié)構(gòu)的不同而有差異。為了降低燒結(jié)溫度一般采用YAG為SIC的燒結(jié)添加劑。（2） Y2O3AL2O3的作用碳化硅的液相燒結(jié)是美國(guó)科學(xué)家Mulla MA于20世紀(jì)90年代初實(shí)現(xiàn)的，它的主要添加劑是Y2O3AL2O3。固相燒結(jié)的SIC，晶界較為“干凈”，基本無(wú)液相生成，晶粒在高溫下很容易長(zhǎng)大，因此它的強(qiáng)度和韌性一般都不高，,但晶界“干凈”高溫強(qiáng)度并不隨溫度的升高而變化，一般用到1600℃時(shí)強(qiáng)度仍不發(fā)生變化。加入C可與表面SiO2發(fā)生SiO2+3C→SiC+2CO↑的反應(yīng)，105J/104 J/cm