Atmosféra naliehavého na spekanie sintrovacia pecová štruktúra, funkcia a aplikácia

Hot atmosféra - Stlačenie sintrovacej pece je zariadenie na prípravu materiálu, ktoré kombinuje vysoký teplotu, vysoký tlak a kontrolovanú atmosféru. Všeobecne sa používa na hustotné spekanie vysokých - keramiku výkonnosti, kov - kompozity, nanomateriály a ďalšie materiály. Nasledujúce popisuje štruktúru zariadenia, funkčné funkcie a aplikácie.

I. Atmosféra Hot - stlačená štruktúra sintrovacej pece
1. Atmosféra horúca - lisovanie tela sintrovacej pece

Jadro je utesnená komora, ktorá odoláva vysokým teplotám a vysokým tlakom. Zvyčajne je lemovaný grafitom, kovom (ako je molybdén alebo z nehrdzavejúcej ocele) alebo keramiky a vonkajšie vrstvy sú voda - ochladené alebo izolované, aby sa zabezpečila tepelná účinnosť a bezpečnosť.

Dizajn komory musí vyvážiť vysokú - pevnosť teploty s vzduchotesnosťou. Bežné konfigurácie sú vertikálne alebo vodorovné.

2. Atmosféra HOT - Stlačením vykurovacieho systému sintrovacej pece

Vykurovacie prvky: zahrievanie odolnosti voči grafitu (maximálna teplota do 2500 stupňov), zahrievanie vlákna molybdénu/volfrámu (pre inertné/redukčné atmosféry) alebo indukčné zahrievanie (pre rýchle zvýšenie teploty).

Izolácia: Na minimalizáciu tepelného straty sa používa viacero vrstiev uhlíkových plsti, grafitovej plsť alebo keramických vlákien.

3. Systém tlaku na tlačenie sintrovacej pece v atmosfére

Zdroj tlaku: Hydraulický systém (rozsah tlaku 0-100 MPa) alebo mechanické tlakové zariadenie aplikuje jednosmerný alebo obojsmerný tlak na vzorku prostredníctvom tlakovej hlavy (grafit alebo karbid).

Kontrola tlaku: Vysoký - presný senzor spojený so servomorámovým systémom dosahuje konštantný tlak alebo gradientový tlak.

4. Systém regulácie atmosféry Atmosféry na lisovanie horúceho sintrovania

Inertný plyn (AR, N₂), znižovanie plynu (H₂) alebo vákuové prostredie sa zavádza na zabránenie oxidácie materiálu alebo na podporu špecifických reakcií.

Vybavená prietokomerom, zariadením na čistenie plynu a ventilom regulovaným tlakom je čistota a tlak atmosféry presne regulovaná.

5. Vákuový systém sintrovacej pece v atmosfére

Kombinácia mechanického čerpadla a molekulárneho čerpadla dosahuje vysoké vákuum (10 ⁻³ až 10⁻⁵ PA) na odstránenie nečistôt alebo na vykonanie vákuového spekania.

6. Atmosféra HOT FATHING SINTACE COLACE SYSTÉM

Cirkulujúce chladenie vody alebo rýchle chladenie plynu zabraňuje prasknutiu materiálu v dôsledku náhleho chladenia a zvyšuje životnosť zariadenia.

7. Atmosféra Horúcej sintrovacej sintrovacej pece a regulačná jednotka

Termočlánky (ako napríklad W - Retermočlánky) a infračervené teplomery monitorujú teplotu v reálnom čase a algoritmus PID presne upravuje rýchlosť zahrievania (0,1-50 stupňov /min).

Systém spätnej väzby tlaku zaisťuje stabilný proces tlaku.

8. Systém ochrany bezpečnosti sintrovania v atmosfére

Automatické alarmy a napájanie - OFF OFF OFF OFF OFF ORFORMERATRATURATRATURE, pretlak, únik plynu a zlyhanie chladiacej vody.

II. Atmosféra naliehavú spekanú pec funkcie
1. Synergický účinok vysokej teploty a vysokého tlaku

Súčasné použitie vysokej teploty (1 000-2500 stupňov) a vysokého tlaku (10-100 MPa) podporuje preskupenie častíc, difúziu a prietok z plastu, čo významne znižuje teplotu spekania a zvyšuje hustotu (na viac ako 99%).

2. Ovládateľnosť atmosféry

Inertná atmosféra chráni ľahko oxidovateľné materiály (napríklad zliatiny Ti); redukcia atmosféry odstraňuje nečistoty oxidu (napríklad H₂ pri spekaní WC - co); a vákuové prostredie sú vhodné pre vysoko reaktívne materiály (napríklad SIC).

3. Kontrola mikroštruktúry

Úpravou teploty - tlakovej krivky je možné potlačiť abnormálny rast zŕn, čo umožňuje výrobu jemných - zrnitých alebo nanoštruktúrovaných materiálov.

4. Účinná hustota

V porovnaní s spekaním atmosférického tlaku môže horúce tlačové spekanie skrátiť čas spekania (od niekoľkých hodín do desiatok hodín) a znížiť spotrebu energie.

5. Vytváranie komplexného tvaru

V kombinácii s dizajnom formy, blízko - net - tvarové časti môžu byť priamo spekané, čím sa znížia následné náklady na spracovanie.

III. Aplikácie atmosféry naliehavých pecí
1. Atmosféra naliehavých pecí na keramiku

Štrukturálna keramika: v rezaní nástrojov a ložísk sa používajú nitrid kremíka (Si₃n₄) a karbid kremíka (SIC); Alumina (al₂o₃) keramické substráty.

2. Funkčná keramika:

Piezoelektrická keramika (PZT), priehľadná keramika (YAG).

3. Metal - keramické kompozity

4. Cementovaný karbid (wc - co), kov - maticové kompozity (al {- sic), maximálna fázová keramika (ti₃sic₂).

5. Uhlíkové materiály

High - hustota grafit (bipolárne platne s palivovými článkami), Diamond - kovové kompozity (rezné nástroje), Graphene - vystužené materiály.

6. Funkčné materiály

Termoelektrické materiály (bi₂te₃), supravodivé materiály (mgb₂), magnetické materiály (nd - fe - b).

7. Nanomateriály a hraničný výskum

Zhusťovanie nanokryštalickej keramiky, High - Entropy zliatiny a kov - Organické rámce (MOF).

Iv. Výhody a obmedzenia technológie naliehavej pece v atmosfére
Výhody: Vysoká účinnosť zhutňovania, vynikajúce vlastnosti materiálu a široká použiteľnosť.

Obmedzenia: vysoké náklady na vybavenie (milióny dolárov), obmedzená veľkosť vzorky (zvyčajne<500 mm diameter), and high mold wear. Three aspects of the field are introduced in detail.