特种陶瓷原料到设备的选用.doc

. . . .特陶原料及设备的选用1、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、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 加料系统密封料斗加料，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。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。研磨机碳钢结构磨室，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。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。 分离系统特殊离心分离设计、带支撑框架，分离效率99%。DN150双蝶阀密封设计，交替启动出料。配备自动敲击锤一套。 过滤器带离心设计的氮气过滤器，内置1.5m长1m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。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65三通阀。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 mm0.028电机功率 kw49外观尺寸 mm2100105010002.2.2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2-5-1参考.资料2.6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-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12001500的温度范围内发生分解反应，由此制得亚微米级的-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-SiC超细粉。3.2 主要原料本工艺直接采用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05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= mDmmbl （3.1） 吸水率按下式计算： ()100%311W= mmma （3.2） 气孔率按下式计算： ()()100%3132P= mmmma （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）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 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）12Prochakza5.SinteringofsilieonearbideA.BurkeJJ.Por-eeedin of the co erreneeon cearmies of high applieationsC,Hyans:MA1975:239.13 刘明刚. 碳化硅陶瓷的无压烧结及性能研究D.西安科技大学.2009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，中国陶瓷工业，2011年 02期1. 若不给自己设限，则人生中就没有限制你发挥的藩篱。2. 若不是心宽似海，哪有人生风平浪静。在纷杂的尘世里，为自己留下一片纯静的心灵空间，不管是潮起潮落，也不管是阴晴圆缺，你都可以免去浮躁，义无