?SiC陶瓷噴嘴的制備特點(diǎn)

由于SiC陶瓷噴嘴材料具有高強(qiáng)度、高硬度、耐磨性、耐腐蝕性、抗蠕變性等優(yōu)點(diǎn)，高導(dǎo)熱性、高導(dǎo)電性和良好的熱穩(wěn)定性，高溫結(jié)構(gòu)陶瓷，使其有價(jià)值的，可以在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用；目前，陶瓷材料的高溫度SiC元件已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、耐磨性和耐腐蝕性；具有明顯的優(yōu)勢，SiC陶瓷材料的耐磨性、耐腐蝕性和耐熱性等。然而，由于高粘結(jié)強(qiáng)度和低碳原子之間的自擴(kuò)散系數(shù)，所以它是一種典型的耐火材料。它具有燒結(jié)溫度高、燒結(jié)壓力高、能耗高等特點(diǎn)。它需要在超高溫下進(jìn)行燒結(jié)，通常為1950～2300～20～40，壓力為20～40兆帕。這樣的話，在使用它的過程中就可以大大的提高工作效率，起到節(jié)約時(shí)間和資源的作用。純碳化硅陶瓷的強(qiáng)度、斷裂韌性和韌性均較低，在應(yīng)用中容易發(fā)生脆性斷裂，應(yīng)用受到限制。如果SiC的斷裂韌性提高，燒結(jié)溫度降低，SiC陶瓷材料將在更多領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。

?圓柱形直孔陶瓷噴嘴應(yīng)力分析

（1）網(wǎng)格劃分

圓柱形直孔陶瓷噴嘴的網(wǎng)格劃分示意圖，將噴嘴沿軸線縱剖，在噴嘴網(wǎng)格劃分壁厚與長度所形成的矩形中(6mm×30mm)劃分6 ×15的網(wǎng)格。

(2)邊界條件

采用尺寸為中20mm×中8mm×30mm的噴嘴，60 目SiC磨料。B4C/(W,TiC)陶瓷噴嘴材料的彈性模量E=410GPa， 泊松比vt=0.2;SiC 磨料的彈性模量ED=475GPa，泊松比vp=0.142，密度為3.150g/cm3；噴嘴的兩個(gè)端面添加約束；在噴嘴入口端面施加均布壓力載荷， 內(nèi)孔施加坡度壓力載荷。載荷的大小按速度的不同由式(5-3) 計(jì)算。它包括由粘土或含有粘土的混合物經(jīng)混煉，成形，煅燒而制成的各種制品。圓柱形直孔噴嘴邊界條件施加，X軸表示噴嘴軸線所在的位置，三角符號(hào)表示約束，施加載荷和約束的長方形表示噴嘴縱剖截面。

      采用三維實(shí)體造型的方法對陶瓷噴嘴進(jìn)行有限元建模，實(shí)體建模方法的特點(diǎn)在于有限元分析對象為模型的幾何特性，無需關(guān)注有限元模型的特定幾何特征如節(jié)點(diǎn)、單元。實(shí)體建模,類似于CAD 系統(tǒng) , 以數(shù)學(xué)的方式表達(dá)結(jié)構(gòu)的幾何形狀，并在幾何模型里面添加節(jié)點(diǎn)和單元,在幾何模型邊界上施加載荷。工業(yè)噴嘴的特性主要體現(xiàn)在噴嘴的噴霧類型，即液體離開噴嘴口時(shí)形成的形狀以及它的運(yùn)行性能。實(shí)際上幾何實(shí)體模型并不參與有限元分析，而是通過網(wǎng)格劃分生成有限元分析模型，所有施加在幾何實(shí)體邊界上的荷載和約束終傳遞到節(jié)點(diǎn)或單元進(jìn)行求解。

碳化硼陶瓷噴嘴材料的優(yōu)缺點(diǎn)

   碳化硼（B4C）陶瓷噴嘴材料具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、硬度高、熔點(diǎn)高，其硬度僅次于金剛石和立方氮化硼，其熔點(diǎn)高達(dá)2450℃。2、密度小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于硬質(zhì)合金的密度，也低于氧化鋁等陶瓷的密度。倘若工業(yè)噴嘴不能夠達(dá)成需要的噴霧效果，那么要這樣的工業(yè)噴嘴也是沒有什么大意義，反而會(huì)影響更大，還要導(dǎo)致后期維修的一些費(fèi)用。3、穩(wěn)定的化學(xué)性能，在常溫下與酸、堿和大多數(shù)無機(jī)化合物均不發(fā)生反應(yīng)，是化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的化合物之一。

缺點(diǎn)有兩個(gè)：1、碳化硼陶瓷噴嘴材料的斷裂韌性和抗彎強(qiáng)度低。2、原子間以牢固的共價(jià)鍵連接，因而，獲得高密度的燒結(jié)體非常困難，熱壓制備純B4C陶瓷燒結(jié)溫度一般超過2200℃。