常圧焼結とホットプレス焼結のメリットとデメリットについてお話します。

焼結はB4Cセラミックの製造において重要なステップであり、B4Cセラミックの焼結に影響を与える主な要因には、焼結方法、粉末原料の粒径と活性、添加剤の種類と投与量、焼結温度と絶縁時間などが含まれます。現在、炭化ホウ素セラミック粉末の焼結方法には、主に無加圧焼結、ホットプレス焼結、熱間静水圧プレス焼結、放電プラズマ焼結などが含まれます。次に、無加圧焼結とホットプレス焼結の長所と短所について説明します。

無加圧焼結

無加圧焼結による純粋な B4C の緻密化は非常に難しく、細孔の欠陥と密度が炭化ホウ素セラミックの性能指標に影響を与える重要な要素です。 焼結温度と粉末粒子サイズは、炭化ホウ素セラミックスの密度に影響を与える重要な指標です。 炭化ホウ素セラミックスの焼結性能に対する原料粉末の影響は非常に重要です。 粉末が細かく、加熱速度が速いほど、セラミックの密度の向上に役立ちます。 粉末の粒径が小さいほど比表面積が大きくなり、焼結の駆動力が大きくなります。 粒子表面積と焼結温度の増加により緻密化焼結が促進され、より高い密度 (56% ～ 71%) が得られます。 急速加熱は、圧縮を特定の温度まで加熱することができ、微細構造が粗大化する前に緻密化が起こるため、高密度の良好な微細構造を達成するのに役立ちます。 研究によると、無加圧焼結による純粋な炭化ホウ素の緻密化の主な条件は、酸素含有量が 3 μ m 以下で、温度範囲が 2250 ～ 2350 ℃の超微粉末を使用することです。

炭化ホウ素製品の無加圧焼結はプロセスが簡単で、加工コストが低く、あまり多くの焼結条件を必要としません。 複雑な形状の製品の製造に適しており、大規模な工業生産に適しています。 セラミックを製造するために一般的に使用される焼結技術です。 しかし、焼結温度が高いため、粒子が異常成長しやすく、焼結プロセスの制御が難しく、製品性能が不安定になります。

ホットプレス焼結

ホットプレス焼結準備プロセスは、高温で圧力を加えて粉末の可塑性を向上させるもので、優れた微細構造、高い製品密度、低い変形抵抗、低い成形圧力などの利点があります。 したがって、炭化ホウ素の焼結温度を効果的に下げるために、ホットプレス焼結の準備プロセスを採用することができる。

純粋なホットプレスと比較して、ホットプレス焼結と液相焼結を効果的に組み合わせることで、焼結温度を大幅に低下させ、密度を向上させることができます。 一般に、ホットプレス焼結に必要な基本条件は、不活性雰囲気または真空雰囲気、圧力は通常 20 ～ 40MPa、温度は 1900 ～ 2200 ℃に制御され、この温度で 0.5 ～ 2.0 時間維持されます。 炭化ホウ素ホットプレス焼結準備プロセスの特徴は、複雑なプロセスフロー、高い設備要件、高い処理コスト、および低い生産効率です。 また、複雑な形状の製品は用意できず、単純な形状の製品しか生産できません。