1、 课程设计报告 院（部、中心） 材料科学与工程学院 课程名称 特种陶瓷材料课程设计 项目名称 无压烧结碳化硅陶瓷防弹片的工艺生产设计 起 止 时 间 2013-5-30 至 2013-6-7 成 绩 指导教师 目目 录录 第第 1 章章 简介简介 1 1.1 碳化硅的晶型结构 1 1.2 碳化硅的存在形式 1 1.3 碳化硅的性能及应用领域 1 1.4 碳化硅的烧结技术要求 . 2 第第 2 章章 生产工艺流程生产工艺流程. 3 2.1 生产工艺流程的选择 . 3 2.1.1 设计背景. 3 2.1.2 工艺的选择 3 2.1.3 成型工艺选择 4 2.1.4 无压烧结过程 4 2.1.5 料
2、浆的制备 . 5 2.1.6 防弹片的性能测试 . 5 2.2 生产工艺流程的基本步骤 5 2.3 生产工艺流程图 . 6 第第 3 章章 生产技术要求生产技术要求. 7 3.1 碳化硅粉体的制备要求 . 7 3.2 喷雾造粒的技术要求 . 7 3.3 坯料成型技术要求 8 3.4 烧结技术要求 . 10 3.5 工艺平面布置图 . 11 第第 4 章章 主要仪器设备主要仪器设备选择选择 12 4.1 设备仪器参数及作用 . 12 4.1.1 MX 系列三维混料机 . 12 4.1.2 LPG-25 型喷雾干燥器. 12 4.1.3 JJ300 喷雾干燥器 13 4.1.4 金属模具 13 4
3、.1.5 THP20 干压成型机 . 14 4.1.6 LDJ100/320-300 冷等静压机 14 4.1.7 电子数显卡尺 . 15 4.1.8 GDQ-J16 真空烧结炉 15 4.1.9 HZ-Y150 磨床 16 4.1.10 PW-1B 多功能磨抛机 16 4.1.11 FL4-1 型流速计 17 4.1.12 432SVD型显微硬度计 17 4.1.13 NK01XQM 型行星球磨机. 18 4.1.14 CMT5305 微机控制电子万能试验机 19 4.2 主要仪器设备汇总 19 第第 5 章章 环境保护及评价环境保护及评价 . 21 5.1 环境保护的标准 21 5.2 陶
4、瓷制备过程中的改进措施 .21 5.3 陶瓷工业产生的废水处理措施22 5.4 陶瓷工业产生的废气处理措施22 5.5 陶瓷工业产生的噪声处理措施23 第第 6 章章 实验数据处理实验数据处理 24 6.1 碳化硅粉体流动性和松装密度测量 24 6.2 烧结温度制度 24 6.3 样品测试密度 25 6.4 硬度的测试25 6.5 抗弯强度的测试 27 第第 7 章章 总总结结 28 参考参考文献文献 30 第第 1 章章 简介简介 1.1 碳化硅的晶型结构碳化硅的晶型结构 首先，SiC 具有两种晶型，分别是六方晶型的-SiC 和立方晶 型的-SiC，这两种晶型可以相互转化，但是其过程不可逆。
5、在 2000C 以下会制备出-SiC，而在 2200C 以上会制备出六方晶 型的-SiC。另外， SiC 具有 200 多种多变体，它们在不同的物理化 学环境下形成，具有不同的物理特性1。 1.2 碳化硅的存在形式碳化硅的存在形式 据了解，SiC 在自然界中几乎是不存在的，所以大部分的 SiC 都属于人工合成材料。美国人在 1893 年首先使用 SiO2碳还原法人 工合成了 SiC 粉末，该方法至今仍然是合成 SiC 的主要方法之一， 所以说碳化硅陶瓷是以 SiC 为主要原料的陶瓷制品。 1.3 碳化硅的性能及应用领域碳化硅的性能及应用领域 SiC 具有高强度、高硬度、化学稳定性好等特点，但是
6、它本身 很容易被氧化，会在 SiC 表面形成一层二氧化硅薄膜，进而氧化进 程会逐渐被阻碍。由于制得的碳化硅陶瓷制品硬度很高，高温下仍 可保持高强度，抗氧化性好，耐腐蚀性好，又有良好的热导率，因 此成为了重要的高温陶瓷材料，在汽车工业、机械化工、环境保护、 空间技术、高技术信息产业等领域受到了广泛青睐1。 1.4 碳化硅的烧结技术碳化硅的烧结技术要求要求 在烧结方面，由于 SiC 属于共价键化合物，很难进行烧结，所 以在烧结过程中通常会添加一些结合剂，如硅酸铝质或高铝质材料 等。但是这样制备的材料，它会有一些不足之处，像致密度比较低， 强度以及其它的力学性能也比较差。我们都知道，制备SiC 材料的 烧结方法主要有三种2：无压烧结、热压烧结以及反应烧结。其中， 无压烧结工艺通常在 SiC 粉中加入一些硼、碳、铝等烧结助剂，混 磨均匀后， 根据制品成型的要求进行成型， 然后
