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回收废弃硅碳棒

    放电等离子烧结设备常用于致密陶瓷及合金的制备,在涂层制备方面研究比较少,但也有用此方式制备硅碳棒基涂层的报道。本节利用放电等离子烧结设备在石墨基体上回收废弃硅碳棒制备了硅碳棒涂层。涂层制备示意图如图3-4所示,放电等离子烧结制备涂层与致密材料的制备类似,只是将内部的粉末替换为涂层基体进行烧结。放电等离子烧结可以在烧结过程调节材料所受压力,这使得放电等离子烧结所制备的涂层具有高的致密性。废弃硅碳棒粉末制备,利用破碎机先将硅碳棒破碎为细小颗粒,经300目过筛后,利用行星式球磨机球磨细化4h后得到废弃硅碳棒粉末。混料,将废弃MoSi2粉末,Si粉末和C粉末按照质量比5:5:1的比例进行称量,称量后放入磨球(球料比:2:1)在实验混料机上进行球磨。球磨转速100r/min,球磨时间5h。基体准备,将石墨加工为直径12mm,厚度2.Smm的薄片以适合模具。基体经1200目砂纸打磨抛光去除表面的氧化物和油污,在酒精中超声波清洗lOmin,随后在50℃烘箱中干燥4h后备用。烧结,按照下层粉末、石墨基体、上层粉末的顺序向模具中加入混料后的粉末和石墨基体。再将模具放入放电等离子烧结炉中进行烧结。烧结参数如表3-2。图3-5为1300℃,1350℃和1400℃烧结制备的硅碳棒基涂层以及粉末原料的XRD图谱,图谱中出现了MoSi2(PDF#01-074-1148)和sicPDF#ol-o73-1708>的衍射峰。可知在放电等离子烧结过程中,粉末原料中的硅,碳单质将发生反应生成SiC,且该反应的剧烈程度随温度上升而增加。在1300℃烧结时,少量硅碳反应生成SiC。此温度烧结时,虽然碳的衍射峰几乎不可见,但是SiC的衍射峰也未出现。当温度升至1350℃时,SiC衍射峰出现,硅衍射峰明显降低,说明温度升高后,涂层内部反应更加完全。在1400℃烧结时,涂层XRD图谱无明显变化,说明在1350℃进行放电等离子烧结,原料中的硅元素和碳元素己经完全反应,所以该烧结温度适合于废弃硅碳棒基涂层的制备。www.sdzygw.com

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