特种陶瓷原料到设备的选用.doc

特陶原料及设备的选用特陶原料及设备的选用1 1、主要设备一览表、主要设备一览表制备陶瓷干粉 设备数量（单位）型号/规格 气流磨一台QLM-400 喷雾干燥机一台LPG-25冷静压成型成型 设备数量（单位）型号/规格 干压成型压力机一台IR-520 冷等静压成型机一台LDJ100/320-300 金属模具一套50*50*50 橡胶模具一套--无压烧结 设备数量（单位）型号/规格 无压烧结炉一台HY 承烧板若干--性能检测 设备数量（单位）型号/规格 微机控制电子万能试验机一台ZCW-W 维氏硬度计一台50 数显2 2、设备的主要技术参数及说明、设备的主要技术参数及说明2.1 气流磨（QLM-400）2.1.1 结构组成表 2-2-1密封料斗加料，料罐接口，料斗容积60升，手动阀充氮保护V5密封振动给料器振动加料DN 双蝶阀间断加料，气动控制加料系统入口采用活动机械构件，可拆卸用喉箍安装透明钢丝软管与磨体相连碳钢结构磨室，直径400mm，上下两层设计五喷嘴设计，环形管道供气锰钢分级轮，密封环可更换大分级轮设计，直径180mm 利于改善粒度分布分级轮水平安装在磨室上方，由4.0kw 电机驱动，富士变频器控制转速，转速在500-5000转之间自由可调,脉冲转速传感器测速。

三只测重传感器平置于磨机底部，相对测量物料净重，范围0-200kg研磨机出料口安装透明钢丝管便于测重及观察出料，出料口可拆卸特殊离心分离设计、带支撑框架，分离效率＞99%DN150双蝶阀密封设计，交替启动出料 分离系统配备自动敲击锤一套带离心设计的氮气过滤器，内置1.5m 长1μm 精度高分子过滤元件144根，保证通气量大于20m3/min随机带一套自动反吹清洗装置，四只电磁阀交替启动清洗不同区域，可实现自动、手动两种操作方式过滤器配置排氧安全阀一套，双气动蝶阀密封设计，交替启动排粉配气盘配气盘上安装整个系统气路分配元件，装有 φ65三通阀精密组合电磁阀，各种管路电磁阀、减压阀安装系统氧含量自动控制及着火应急保护系统等控制柜触摸屏，欧姆龙可编程序控制器，富士交流变频器，转速显示表，测重显示仪，氧含量分析仪，加料控制器，整套设备按钮、各种压力表、报警器、开关及急停等2.1.2 技术参数 表 2-2-3型号QLM-400产量80-120kg/h粉末粒度3-5um 之间连续可调耗气量小于 10m3/h系统内部氧含量小于 100ppm粉末收率大于 99%耗电量136kw压缩机参数排气量 40m3/min 压力 0.7mpa加料粒度小于 0.05mm2.1.3 特点气流磨是通过无外部热能供给的高能球磨过程制备纳米粉体，该系统可靠性高、操作方便、一次出品率高[3,5]，产量指标已经达到国际标准及日本标准，产品可以替代国外产品，得到业内人士的肯定。

还解决了传统的球磨机效率低，粉磨后粉体粒径分布范围宽的缺点2.2 干压成型机 （IR-520)2.2.1 技术参数表 2-2-1序号单位参数1工作压力t 302上冲最大行程mm1103装料高度mm804下模最大直径mm1155最大压片直径mm656产量---20-357产品误差mm±0.028电机功率kw49外观尺寸mm2100×1050×10002.2.2 结构组成干压成型机手轮，动压轮，定压轮，摆线针轮，减速机，电动机等适用于压制陶瓷、磁性材料等材料该机自动化程度高, 具有在安全生产提高生产率的同时节省材料，省工、省时、一机多用的特点，是干压陶瓷、磁性材料成型机械首选该机精度高，压片稳定，性能好，成品率高精锐机械厂生产的全自动陶瓷成形机采用 PLC 控制，各动作的时间通过文本输入，并且全部可调可以自动脱模，自动清洁浇口，无需人工清理标准化模架设计，自动对模，使装换模具时间更短2.2.3 特点干压成型机具有设计先进、结构合理、安装调试容易、操作方便、工作范围大、调节性能好、生产周期短、成本低、生产效率高、易于自动化，废品率低等优点，可满足粉末成型时的不同要求2.3 冷等静压机 （LDJ100/320-300I）2.3.1 技术参数表 2-3-1参数 单位 数值 参数 单位 数值工作腔内径mm 500工作电压V 220工作腔深度mm 600冷却水压Mpa ---工作腔压力Mpa 300升压时间 min 97%，耐腐蚀性大大优于反应烧结碳化硅，产品更具有市场竞争力。

2.5 微机控制电子万能试验机2.5.1 特点对 sic 烧结块进行拉伸、压缩、弯曲、撕裂、90°剥离、剪切、粘合力、 拔出力、延伸伸长率等检测 2.5.2 技术参数 表 2-5-12.6 维氏硬度计2.6.1 技术参数测量范围5-2900HV试 验 力9.807、49.03、98.07、196.1、294.2 、490.3 牛顿 (1、5、10、20、30、50 公斤力) 试件允许最大高度180 毫米 压头中心至机壁距离125 毫米 光学测微计放大倍数50 倍 最小检测单位0.5 微米 电 源交流 220 伏，50/60 赫兹 外形尺寸580 x 260 x 730 毫米 重 量约 90 千克2.6.2 特点无摩擦主轴，试验力精度高；数字式压痕自动测量系统；试验过程自动化， 无人为操作误差；大型 LCD 液晶显示屏，菜单操作，功能齐全（数据处理、硬 度转换等）；自动数字显示，无人为读数误差；随机打印机打印硬度测试结果； 精度符合 GB/T4340.2 ISO6507-2 和美国 ASTM E92 2.7 喷雾干燥塔 2.7.1 喷雾干燥塔的结构组成如图 2-1 所示图 2-11.过滤器 2.送风机 3.加热器（电、蒸汽、燃油、煤） 4.料糟 5.供料泵 6.雾化器 7. 干燥塔 8.一级收尘器(旋风分离器) 9.二级收尘器(旋风分离器,袋滤器) 10.引风机 11.湿式除 尘器(水沫除尘器) 2.7.2 干燥塔工作原理 空气通过加热器转化为热空气，进入装置在干燥室顶部的热风分配器，然后均匀的进入干燥室，并呈螺旋状转动，同时将料液送至装置在干燥室顶部的离心雾化器，使料液雾化成极小的雾化液滴，料液和热空气并流接触，水份迅速蒸发，在极短的时间内干燥为成品。

成品经干燥塔底部和旋风分离器排出，废气由风机抽出排空3、物料的选择3.1 SiC 粉末的合成SiC 在地球上几乎不存在，仅在陨石中有所发现，因此，工业上应用的 SiC粉末都为人工合成目前，合成 SiC 粉末的主要方法有：3.1.1 Acheson 法：这是工业上采用最多的合成方法，即用电将石英砂和焦炭的混合物加热至2500℃左右高温反应制得因石英砂和焦炭中通常含有 Al 和 Fe 等杂质，在制成的 SiC 中都固溶有少量杂质其中，杂质少的呈绿色，杂质多的呈黑色3.1.2 化合法：在一定的温度下，使高纯的硅与碳黑直接发生反应由此可合成高纯度的β-SiC 粉末3.1.3 热分解法：使聚碳硅烷或三氯甲基硅等有机硅聚合物在 1200～1500℃的温度范围内发生分解反应，由此制得亚微米级的 β-SiC 粉末3.1.4 气相反相法：使 SiCl4 和 SiH4 等含硅的气体以及 CH4、C3H8、C7H8 和(Cl4 等含碳的气体或使 CH3SiCl3、(CH3)2 SiCl2 和 Si(CH3)4 等同时含有硅和碳的气体在高温下发生反应，由此制备纳米级的 β-SiC 超细粉3.2 主要原料本工艺直接采用 β－SiC 粉，并通过气流磨提高其比表面积和降低含氧量。

3.3 其他原料 同时添加 B 和 C 时，以实现 SiC 陶瓷的高密度化B 的添加量在 0．5％左 右，C 的添加量取决于 SiC 原料中氧含量高低，通常 C 的添加量与 SiC 粉料中 的氧含量成正比[12] 粘结剂：环氧树脂辅助剂：主要包括各类烧结助剂以及制备工艺当中的 分散剂等，有碳化硼、石油焦、炭黑、聚乙二醇、无水乙醇、三聚磷酸钠等[13]第三章 工艺流程：粗粉（原料）—细磨—酸洗（除杂）—干燥—输送—成型—烧结— 包装第四章 性能测试 体积密度、吸水率和气孔率的测定(文献：刘明刚，碳化硅陶瓷的无压烧结 及性能研究，2009.05) 用液体浸泡试样，然后再用沸水煮 3h，尽量使试样达到饱和用液体静力天平 和电子天平称干试样质量(m1)、饱和试样表观质量(m2)、饱和试样空气中质量 (m3)和浸渍液体的密度(Dl) 体积密度按下式计算： [()]100%132D= m×Dm−m×bl （3.1） 吸水率按下式计算：[()]100%311W= m−mm×a （3.2） 气孔率按下式计算： [()()]100%3132P= m−mm−m×a （3.3） 式中： m1—干试样质量； m2—饱和试样表观质量；m3—饱和试样空气中质量； Dl—实验温度下，浸渍液体密度，单位：g/cm3(本实验选用液体为蒸馏水，密 度为 1g /cm3)。

3.2 抗压强度的测定 抗压强度指外力只是压力时材料的强度极限，特种陶瓷 的抗压强度是指在无侧束状态下所能承受的最大压力，换言之，它指把特种陶 瓷加压至破裂所需要的应力试样实验时受压方向应为制品成型时加压方向， 加载速率为 90MPa/min抗压强度的计算公式： RC= P/A （3.4）（3.5）   2π4121ddA式中： A—试样受压面积（cm2） ； d1、d2—试样上、下受压面的直径（cm） ；P—试样破坏时的压力（kg） ； Rc—试样的抗压强度（kg/cm2） 其中：1MPa=1N/mm2第六章第六章 参考文献参考文献[1]陈宇红；韩凤兰；吴澜尔，碳化硅陶瓷的无压烧结技术，宁夏工程技术，2002，1（1）[12]Prochakza5.Sinteringofsilieonearbide[A〕.BurkeJJ.Por-eeedin[12]Prochakza5.Sinteringofsilieonearbide[A〕.BurkeJJ.Por-eeedin ofof thethe coco erreneeonerreneeon cearmiescearmies ofof highhigh applieations[C],Hyans:MA1975:239.applieations[C],Hyans:MA1975:239.[13][13] 刘明刚刘明刚. . 碳化硅陶瓷的无压烧结及性能研究碳化硅陶瓷的无压烧结及性能研究[D].[D].西安科技大学西安科技大学.2009.2009 年年[2]赵霞；唐竹兴，碳化硅陶瓷材料的成型工艺进展，现代技术陶瓷，2010年第 4 期[3]徐森，气流粉碎制备碳化硅微粉初探，中国粉体技术，2002,8（6）[4]李文新；李文辉，常压烧结碳化硅陶瓷的力学性能与质量密度，哈尔滨理工大学学报，2002，7（2）[5]宋祖伟；戴长虹；翁长根，碳化硅陶瓷粉体的制备技术，青岛化工学院学报，2001,22(2)[6]鲁燕萍，陶瓷冷等静压成型技术，北京真空电子技术研究所，2011 年 04期[7]刘景林，在生产结构陶瓷工艺中冷态等静压成型方法的特点，耐火与石灰，2007 年 03 期[8]贺峻; 康永林; 任学平，数值模拟在陶瓷粉末材料冷等静压过程中的应用，材料科学与工艺，2002 年 01 期[9]陆有军; 吴澜尔; 陈宇红，干压结合冷等静压成形对陶瓷力学性能的影响，佛山陶瓷，2007 年 11 期[10]陈宇红; 孙文周; 韩非; 耿桂宏，无压烧结 SiC 凝胶注模成型工艺研究，陶瓷学报，2010 年 04 期[11]刘维良; 于国强; 李友宝，无压烧结制备 SiC 密封件的工艺与性能研究。