颗粒形貌对硅碳棒挤出坯体密度的影响.pdf

兔ww. Kululu.cou
第30卷第5期
粉未治金技术
2012年10月
Powder Metallurgy Technology
发
研究
颗粒形貌对硅碳棒挤出坯体
密度的影响
陈海亚”武七徳””华春松李娜
(武汉理工大学硅酸盐材料工程教育部重点实验室,武汉430070)
摘要:采用不同的整形方法对粗(d为140wm、600um)、细(d3n为7m、20pm)两种SiC粉进行整形,分析
整形前后SiC粉的球形度和SEM图,对比不同球形度粉的振实相对密度和整形前后粉挤出成形素坯密度。
结果表明,振实相对密度和素坯密度随着颗粒球形度的增加而逐渐提高,对细粉整形比粗粉更利于素坯密度
的提高。
关键词:整形;球形度;SiC;挤出成形
Influence of particle shape on the green density of extruded
SIC heating elements
Chen Haiya, Wu Qide, Hua Chunsong, Li N
Key Iaboratory of Silicate Materials Science and Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan 430070, China)
Abstract Using different reshaping methods, the coarse powder(dso=140 wm, dx=600 wm) and fine powder(d
7.m, dso 20wm of silicon carbide powder for plastic extruding were reshaped, the spherical degree and SEM
images of silicon carbide powder were analyzed, and the relative tap density and green density of the powder with
different sphericity were compared. The results show that the relative tap density and green density increase with
increasing the sphericity, reshaping of fine powder is much better than that of coarse powder to increase green
density
Key words reshaping; sphericity; silicon carbide; extruded bod:
国内生产的硅碳棒因其使用温度低、寿命短、电响研究很少。颗粒形貌对粉体的比表面积、亲水性、
阻离散性大等间题而制约了硅碳棒行业的发展。随流动性、填充性,以及颗粒在流体中的运动阻力等一
着我国工业窑炉技术的发展,特别是在中高温窑炉系列性质产生影响,进而直接影响产品的应用和
方面,硅碳棒的需求量越来越大,对产品性能也提出性能。本文作者对SiC颗粒进行整形得到不同形貌
了更高的要求。因此,改善硅碳棒性能、増加其广泛的SiC颗粒并对其形貌进行表征,着重研究了SiC
的适应性是目前待解决的问题。
颗粒形貌对其振实相对密度和挤出成形的压坯密度
挤出成形工艺可在低温、低压条件下生产制造的影响
较长的等截面线材、管材或片材,是制造硅碳棒最常
用的工艺之一。目前,对硅磯棒挤出成形的研究主1试验
要集中在挤压过程的理论分析,进而指导工艺和设
1原料
备开发工作,而针对SiC颗粒形貌对挤出成形的影
待整形SiC((SiC)=98.35%)粉,细粉d3为
*陈海亚(1981-),女,硕士。E-mail:yaya8332950@yahoo.com.cn
*来通讯作者:武七德(1949-),男,博士生导师。
收稿日期:2009-09-24
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粉末治金技术
2012年10月
7um、20um,粗粉d为140um600pm;塑化剂。
粒球形度。可以看出,细粉的球形度明显小于粗粉。
2试验方法
这是由于细粉的颗粒细小,所能获得能量有限,加之
对细粉与粗粉整形,两种粉的整形均分为两个裂纹和缺陷减少,难以发生脆性粉碎所致。多次往
阶段。细粉的整形方式为:第一阶段采用实验室自复的加速冲击、碰撞、摩擦,产生明显的塑性变形,内
制低速气流磨,通过调整喷嘴喉径和进气压力得到应力达到或超过自身疲劳强度极限时,物料内部发
不同粒径粉;第二阶段用振动磨以SC粗晶(整形不生裂纹直至撕裂,才会导致粉碎,说明细粉的整
同粒径粉选用不同粒径的粗晶)为研磨介质整形,形难于粗粉。粗粉和细粉都采用细粉的整形方式,
采用溢流分级2得到整形后粒度为1.2pm、12um细粉颗粒在形貌上有所改善,球形度增加;但粗粉则
粉,用去离子水清洗后烘干。粗粉整形方式为:第一被粉碎,粉碎后的颗粒球形度不佳,颗粒棱角分明。
阶段通过轮碾机进行初步破碎,第二阶段用振动磨若粗粉和细粉都采用粗粉的整形方式,粗粉球形度
以钢球为球磨介质(整形不同粒径粉选用不同粒径得到改善,细粉形貌和粒径几乎无改变;说明此种整
的钢球),整形后用标准筛进行筛分分级处理得到形方式对粗粉有效,对细粉没有整形功效,细粉也未
粒度为100um、500m粉,经酸洗烘干。选取整形被破碎。各粒径粉经过整形后的球形度随颗粒粒径
后粗、细粉进行级配,颗粒级配满足最佳值7:3,用的增加逐步递增,说明对粗、细粉必须采用不同的整
于挤压坯体。
形方式才能起到相应的功效。
将级配的整形SiC粉与不同配方塑化液(塑化
表1各种粒径粉末的球形度
剂+水)充分混和,然后脱水至含水量约为10%(以
Table 1 The sphericity of particles with different size
SiC质量为基准),置人密闭容器,陈腐24h;将泥料
球形度
粒径/μm
未整形粉整形第一阶段整形第阶段
放人对輥机中对辊揉捏,使其混合均匀,在真空挤出
0.4856
0,5621
0.6428
机中反复练泥,然后挤出成形;将生坯在60℃环境
0.4905
0.6132
0.6622
下干燥24h后进行排胶处理,得到素坯。
100
0.5134
0.6310
0.8080
500
0.5208
0.7324
0.8215
1.3材料表征
采用球形度Φ。i表征颗粒形貌的球形化程
图1和图2是粒径分别为1.2pm和100um的
度,中是基于三维图像分析的形状因子定义方粉末整形前后的颗粒形貌,从图中可以看出:未整形
法
粉(图1(a)和图2(a)颗粒大多呈片状或块状,棱
角分明,颗粒表面凸凹不平;经过第一阶段(图1(b)
sphericity
和图2(b)和第二阶段(图1(c)和图2(c)整形处
式中:V为被测颗粒的三维图像模型的体积;A理后的颗粒变得较圆滑,颗粒表面没有明显的尖角
为被测颗粒的三维图像模型的表面积。通过式(1)第一阶段的整形只是初步将颗粒的尖角部分切断

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