Atmosphere vroče stiskanje sintranske strukture, funkcija in uporaba opreme za peč

Atmosfera vroče - stiskalna sintranja peč je naprava za pripravo materiala, ki združuje visoko temperaturo, visok tlak in nadzorovano ozračje. Široko se uporablja za sintranje zgoščevanja visoke - zmogljivosti keramike, kovinskih kompozitov, nanomaterialov in drugih materialov na osnovi kovine -. V nadaljevanju opisuje strukturo opreme, funkcionalne značilnosti in aplikacije.

I. Atmosphere vroče - stiskanje sintranske strukture peči
1. atmosfera vroče - stiskanje sintranja peč

Jedro je zaprta komora, ki zdrži visoke temperature in visoke pritiske. Običajno je obložen z grafitom, kovino (na primer molibden ali nerjavno jeklo) ali keramiko, zunanje plasti pa so voda - ohlajena ali izolirana, da se zagotovi toplotna učinkovitost in varnost.

Zasnova komore mora uravnotežiti visoko - temperaturno trdnost z zračnostjo. Skupne konfiguracije so navpične ali vodoravne.

2. atmosfero vroče - pritisk na ogrevalni sistem za sintranje

Ogrevalni elementi: Grafitno odpornost ogrevanje (najvišja temperatura do 2500 stopinj), ogrevanje molibdena/volframa (za inertno/zmanjševanje atmosfere) ali indukcijsko ogrevanje (za hitro povečanje temperature).

Izolacija: Za zmanjšanje izgube toplote se uporabljajo več plasti ogljikovega filca, grafitnega filca ali keramičnih vlaken.

3. Sistem za pritisk vročega stiskanja v vzdušju

Vir tlaka: hidravlični sistem (tlačni razpon 0-100 MPa) ali mehanska naprava za tlak uporabi enosmerni ali dvosmerni tlak na vzorec prek tlačne glave (grafit ali karbid).

Nadzor tlaka: Visok - natančni senzor, povezan s servo sistemom, doseže stalen tlak ali gradientni tlak.

4. Atmosfera Vroče stiskanje sintranja sintranja peči atmosfera sistem

Uvede se inertni plin (AR, N₂), zmanjšanje plina (H₂) ali vakuumsko okolje, da se prepreči oksidacija materiala ali spodbuja posebne reakcije.

Opremljena z merilnikom pretoka, čistilnim napravo in ventilom za uravnavanje tlaka sta natančno nadzorovana čistost in tlak v atmosferi.

5. Vzdušje vroče stiskalne sintralne peči

Mehanska kombinacija črpalke in molekularne črpalke dosegata visok vakuum (10⁻– 10⁻⁵ PA) za odstranjevanje nečistoč ali izvajanje vakuumskega sintranja.

6. Vzdušje vroče stiskalne sintralne peči hladilni sistem

Okrajna vodna hlajenje ali hitra hladilna naprava za plin preprečuje razpokanje materiala zaradi nenadnega hlajenja in poveča življenjsko dobo opreme.

7. Atmosfera Vroče stiskanje sintranja temperature in krmilne enote za tlak

Termoelement (na primer w - remoelement) in infrardeči termometri spremljajo temperaturo v realnem času, PID algoritem pa natančno prilagodi hitrost ogrevanja (0,1-50 stopinj /min).

Sistem povratnih informacij tlaka zagotavlja stabilen postopek tlaka.

8

Samodejni alarmi in napajanje - izklopljena zaščita za pretirano temperaturo, nadtlak, uhajanje plina in hlajenje vode.

Ii. Atmosphere vroče stisnjene sintranske funkcije peči
1. sinergistični učinek visoke temperature in visokega tlaka

Hkrati z uporabo visoke temperature (1000-2500 stopinj) in visokega tlaka (10-100 MPa) spodbuja preureditev delcev, difuzijo in plastični pretok, kar znatno zmanjša temperaturo sintranja in povečanje gostote (na več kot 99%).

2. obvladljivost atmosfere

Inertne atmosfere ščitijo zlahka oksidacijske materiale (na primer zlitine Ti); Zmanjšanje atmosfere Odstrani oksidne nečistoče (na primer H₂ pri sintranju wc - co); in vakuumska okolja so primerna za zelo reaktivne materiale (kot je SIC).

3. Nadzor mikrostrukture

S prilagoditvijo temperature - krivulje tlaka lahko zatiramo nenormalno rast zrn, kar omogoča proizvodnjo fine - zrna ali nanostrukturiranih materialov.

4. Učinkovita zgoščevanje

V primerjavi z atmosferskim sintranjem tlaka lahko vroče stiskanje skrajša čas sintranja (od več ur do več deset ur) in zmanjša porabo energije.

5. oblikovanje kompleksnih oblik

V kombinaciji z zasnovo plesni, v bližini - net - deli lahko neposredno sintrajo, kar zmanjša nadaljnje stroške obdelave.

Iii. Uporaba atmosfere vroče peči
1. atmosfera vroče peči za keramiko

Strukturna keramika: silicijev nitrid (Si₃n₄) in silicijev karbid (sic) se uporabljata pri rezalnih orodjih in ležajih; Keramične podlage iz alumina (al₂o).

2. Funkcionalna keramika:

Piezoelektrična keramika (PZT), prozorna keramika (YAG).

3. Metal - keramični kompoziti

4. cementirani karbid (wc - co), metal - matrični kompoziti (al - sic), max fazna keramika (ti₃sic₂).

5. Ogljikovi materiali

Visok - Grafit gostote (bipolarne plošče gorivne celice), diamant - kovinski kompoziti (rezalna orodja), grafen - ojačani materiali.

6. Funkcionalni materiali

Termoelektrični materiali (bi₂te₃), superprevodni materiali (mgb₂), magnetni materiali (nd - fe - b).

7. Nanomateriali in obmejne raziskave

DENSIFICIJA NANOkristalne keramike, visoke - entropijske zlitine in metal - organske okvire (MOF).

Iv. Prednosti in omejitve tehnologije vroče peči v vzdušju
Prednosti: visoka učinkovitost zgoščevanja, odlične lastnosti materiala in široka uporabnost.

Omejitve: visoki stroški opreme (milijoni dolarjev), omejena velikost vzorca (običajno<500 mm diameter), and high mold wear. Three aspects of the field are introduced in detail.