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《反應(yīng)燒結(jié)氮化硅冷等靜壓成型工藝優(yōu)化》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文反應(yīng)燒結(jié)氮化硅冷等靜壓成型工藝優(yōu)化姓名：范尚武申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：材料學(xué)指導(dǎo)教師：徐永東20050301西北工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要冷等靜壓成型所得的坯體強度大、密度高而均勻，尤其具有實現(xiàn)坯體近、凈尺寸成型等優(yōu)點，利用反應(yīng)燒結(jié)氮化硅陶瓷燒結(jié)前后尺寸不變的特點，使得氮化硅陶瓷可實現(xiàn)少加工或免加工，降低氮化硅陶瓷的生產(chǎn)成本。本文研究了水份和粘結(jié)劑含量、裝料工藝及壓制工藝對硅粉成型性能的影響，針對熱電偶保護套管、噴管、柑塌以及壓頭等四種典型構(gòu)件進行了模具和工裝研究，并且對反應(yīng)燒結(jié)氮化硅陶瓷燒結(jié)工藝進行了研究。得出如下主要結(jié)論:(1)揭示了
2、硅粉中聚乙烯醇溶液的加入量、造粒料中水份含量與粉料的流動性、填充密度、壓縮比以及坯體的形狀、強度之間的相關(guān)性。得出了聚乙烯醇溶液的最佳加入量為15wt%，控制造粒料最佳水份含量為0.5--lwt%o(2)裝料的振動頻率是影響硅粉填充和成型的一個關(guān)鍵因素。當振動頻率小于等于29Hz時，隨振動頻率的增加，振實速度加快，粉料填充均勻，壓制時坯體成型良好。當振動頻率在30-50Hz時，粉料產(chǎn)生共振導(dǎo)致粉料難以密實，填充不均勻，壓制時坯體會產(chǎn)生層裂。確定出硅粉裝料的最佳振動頻率為26-29Hz，振動時間為110-130soC3)成型壓力是影響坯體性能的一個重要因素。由于膺性
3、料的抗壓強度高于塑性料，從而導(dǎo)致膺性料的成型壓力高于塑性料。對于膺性料硅粉來說隨成型壓力的增加，坯體的密度和強度隨著增大，但壓力增大到275MPa后，坯體密度和強度趨于恒定，密度約為1.61g,Cth3,強度約為2.OMPa。對于截面尺寸小的硅粉坯體，成型工藝確定為成型壓力200MPa，保壓時間20s;采用該工藝成型的坯體軸向密度偏差在封.8%內(nèi)，徑向密度偏差在士0.9%內(nèi)。C4)針對四種典型構(gòu)件研究了冷等靜壓成型模具和工裝設(shè)計。采用支撐鋼套保證了粉料填充規(guī)整，采用柔性應(yīng)力傳遞系統(tǒng)，實現(xiàn)了密封塞和橡膠包套剛度的匹配，解決了坯體喇叭狀端頭及掉角掉邊等關(guān)鍵技術(shù)問題，提
4、高了坯體的質(zhì)量和成品率，實現(xiàn)了坯體近凈尺寸成型。針對柔性應(yīng)力傳遞系統(tǒng)，申請了“一種帶盲孔的陶瓷管冷等靜壓成型裝置”的專利(己受理)。壓制的長為700mm，外徑4)28mm，內(nèi)徑4)16mm的熱電偶保護套管，和壁厚為2mm的薄壁堪鍋的徑向尺寸偏差在士。.2mm內(nèi)，并且端頭規(guī)整。(5)根據(jù)氮化反應(yīng)后應(yīng)保證殘余硅含量低并且避免流硅的原則，確定了階西北工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文，..口互.吧口..口.口目..梯式燒結(jié)的最佳氮化工藝為升溫速率50C/min,1300℃保溫1h,1350℃保溫2h,1380℃保溫8h,1395℃保溫4ho氮化殘余硅約10--15%，燒結(jié)密度為2
5、.43-2.52e.cm3，抗彎強度為190.7-211.6MPa，開氣孔率為14.21-15.24%.關(guān)鍵詞反應(yīng)燒結(jié)氮化硅冷等靜壓成型工藝優(yōu)化硅粉模具設(shè)計西北工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractTheadvantagesofgreencompactsformedbycoldisostaticpressing(CIP)arehighstrength,highdensity,homogeneousdensityandsoon.Especially,theCIPcouldachievenearnet-shapeornet-shapeforming,andavoid
6、externalvolumechangeduringnitridation,whichmadeitpossiblefortheceramicproductswithreducedmanufacturecostandevenwithoutadditionalprocessing.Theefectsofwaterintroduction,binderamount,fillingprocessandpressingtechniqueonthemoldingofsiliconpowderwerestudiedinthispaper.Themouldsdesignwasst
7、udiedbasedonthermocouple-protectiontube,nozzle,crucibleandsqueezehead.Additionally,thesinteringprocessofreaction-bondedsiliconnitridewasinvestigatedThemainconclusionsareshownasfollows:(1)Therelationshipofthefluidity,packeddensity,compressionratioofthesiliconpowder,theshape,strengthoft
8、hegre
