B₄C 是碳化硼的化学式,它是一种无机化合物。分子量为 55.25g/mol,熔点约 2450℃,沸点约 3500℃,莫氏硬度高达 9.3,仅次于金刚石和立方氮化硼,密度通常在 2.52g/cm³ 左右,外观为黑色或深灰色固体,通常为粉末状或颗粒状。作为超硬磨料,用于研磨和抛光硬质材料,如金属、陶瓷和宝石等;在核反应堆中用作控制棒材料,用于吸收中子;在高温环境下作为耐火材料,具有抗氧化和抗热震性能;用于制造电子器件和航空航天领域中的高温耐磨损零部件;还可用作催化剂载体和化学反应的介质。
以下是几个那艾仪器喷雾干燥机制备 B₄C 的案例:
案例一:制备碳化硼陶瓷球
原料准备:以碳化硼粉、炭黑粉为主要原料,加入去离子水、表面活性剂 A、烧结助剂和粘结剂。
球磨混合:将原料放入球磨机中,球磨混合一定时间,先混合 5 小时,再加入烧结助剂和粘结剂后球磨混合 20 小时,然后过 500 目筛,得到固含量 55%的均匀浆料。
喷雾干燥:以喷雾干燥机对所得浆料进行干燥,进风温度 130℃,出风温度 100℃,浆料流量 20kg/h,喷雾造粒得到碳化硼造粒粉。后续再经过加热搅拌、注射成型、脱脂、烧结等工艺得到碳化硼陶瓷球。
效果:该方法制备的碳化硼陶瓷球坯体球形度好,后续磨削加工少,生产效率较高,能较大程度节约生产加工成本。
案例二:制备高致密度碳化硼陶瓷
一次配浆与球磨:将碳化硼微粉与改性剂进行一次配浆,然后用碳化硼球进行球磨,球磨转速和时间等按照一定参数设置,之后烘干、粉碎、过筛,得到碳化硼改性粉料。
二次配浆与球磨:将碳化硼改性粉料与去离子水二次配浆,加入分散剂球磨,再加入烧结助剂、粘结剂和脱模剂继续球磨,得到固含量为 40 - 45% 的浆料。
喷雾造粒:将浆料过 100 - 120 目筛,然后用离心喷雾干燥机进行喷雾造粒,转速设置为 12000 - 20000rpm,进口温度 200 - 230℃,出口温度 90 - 110℃,得到造粒粉。后续经过陈化、干压、高温烧结等工艺得到高致密度碳化硼陶瓷。
效果:通过该方法制备的碳化硼陶瓷致密度高,能满足一些对材料性能要求较高的应用场景。
案例三:制备 TiB₂基复合陶瓷
原料混合与球磨:将 Ti 粉和 B₄C 粉加入球磨罐中,加入 PVA 的去离子水溶液作为球磨介质,采用行星式球磨机,按一定的球料比、转速和时间进行球磨,使混合均匀,然后进行造粒。
喷雾干燥:使用无锡东升喷雾干燥机对混合后的物料进行干燥造粒,得到 Ti - B₄C 造粒粉。之后将造粒粉与 TiB₂粉再次混合均匀,采用放电等离子烧结系统进行烧结,得到 TiB₂基复合陶瓷。
效果:制备得到的 TiB₂基复合陶瓷致密度高、硬度高、韧性好,具有优良的综合性能,在装甲防护等领域有潜在的应用价值。
喷雾干燥是以单一工序将溶液、乳浊液、悬浮液和浆状物料瞬间干燥成粉状或颗粒状产品。工艺过程简单、干燥温和特别适合热敏性物料,还可以快速工业化放大生产。那艾实验仪器的试验中心配备了6台功能各异的喷雾干燥造粒试验机以及专业的试验人员,能基本满足客户在粉体样品的制取及干燥特性的确认等方面的需求,为喷雾干燥工艺研究提供可靠的依据。诚挚欢迎广大新老客户前来试验、洽谈。