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碳化硅陶瓷用碳化硅造粒粉在生产过程中的影响因素

碳化硅陶瓷用碳化硅造粒粉在生产过程中的影响因素

发布日期:2019-02-27 作者: 点击:

喷雾造粒技术被广泛用于制备先进碳化硅陶瓷粉料。喷雾造粒后的粉料除了需要保证一定的粒度要求以外,还需要:根据各种不同的组成要求进行混料;对成型粉料尤其用于连续自动成型的粉料要求有良好的流动性、成型性和化学均匀性。由于各种成分或添加剂的粒度、密度、分散性等各不相同,为保证混料过程中各组分之间的均匀分散,对混合过程的湿化学工艺和条件需要进行严格的控制。如果采用简单的混合-烘干-过筛-造粒工艺路线,粉料质量将很难保证。本文中采用压力喷雾造粒的方式对SiC粉体进行喷雾造粒处理,研究了喷雾造粒过程中工艺条件和浆料添加剂对粉料性能的影响。

将亚微米级SiC粉、无水乙醇放入硬质塑料罐,然后分别将作为粘结剂、增塑剂和润滑剂的有机添加剂酚醛树脂、蔗糖脂、油酸按比例加入后湿法球磨1h,然后再加入一定量的HT 树脂再继续球磨0.5 h得到稳定的浆料。浆料粘度测定使用NDJ-1型旋转式粘度计,以确定合适的浆料固含量及有机添加剂的用量。

喷雾造粒时,为了保持浆料的均匀性,利用磁力搅拌器边搅拌边进料。浆料通过低喷式压力喷嘴雾化,按混流方式与热空气混合并被干燥形成颗粒粉料。干燥过程中主要控制的工艺参数有浆料的固含量、粘结剂的含量、进出口温度、压力及进料速率等。粉料的性能采用流动性及松装密度测定仪测量其流动性和松装密度,每个样品测定3次取平均值。颗粒形貌通过扫描电镜(岛津SS-550)进行观察和分析。

喷雾干燥制备的固相烧结碳化硅陶瓷粉料松装密度为0.91g/cm3,流动性20s(样品量30g)。扫描电镜观察可以看出粒度的大致分布为:60%~70%粉料的颗粒大小为50μm,为实心球形,表面光滑,粉料的流动性良好,可以满足压制成型的要求。粉料干压成型后,经2150℃烧成,密度为3.14g/cm。在干燥过程中,进、出口温度对干燥效率及干燥后粉料的性能有显着影响。进口温度过高,会使塔顶热空气过热,当雾滴升到高处遇到过热空气,会降低粘结剂的效果,最终影响粉料的压制性能。


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关键词:碳化硅陶瓷,碳化硅造粒粉,喷雾造粒技术

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