碳化硅泡沫陶瓷过滤器siliconcarbideceramicfoamfilter
铸造用碳化硅质泡沫陶瓷过滤器组织性能对比研究
室温抗压强度主要反应泡沫陶瓷在使用前承 受运输的能力、安置时的优劣程度，并不能真正反 应泡沫陶瓷过滤器在使用时的过滤性能。 １．３抗热震性
抗热震性是泡沫陶瓷的一个重要使用指标 （Ｔａｓｌｉｃｕｋｕｒ等人【９ｌ则认为是泡沫陶瓷最重要的性 能指标）。因为泡沫陶瓷在过滤金属液时就是在非 常短的时间内从室温升到金属液的浇铸温度ｆ铸 铁件浇铸温度１５００℃左右），因此，其抗热震性一 定要足够的好，才能有效的过滤金属液：否则在浇
产品
最大压力／ｋＮ 抗胜强度／ＭＰａ
Ｆｏ辩ｃｏ Ｏ．３８ １．２ｌ
Ａ
０．３ｌ ０．９９
Ｂ
０．４８ １．５３
Ｃ Ｏ．４１ １．３ｌ
从表２可以看出四种产品的室温抗压强度由 强到弱依次是Ｂ产品、Ｃ产品、国外Ｆｏｓｅｃｏ产品、 Ａ产品。Ａ产品的容重最小，室温抗压强度最小． 从某种程度上反应了容重与抗压强度的关系。
充分接触。大量的实践证明，泡沫陶瓷过滤器可广 泛应用于熔融金属过滤、热传感器、催化剂载体和 汽车尾气净化等领域∞。碳化硅质泡沫陶瓷是一 种常见的铸造用过滤器，可以有效的过滤熔融金 属液中的杂质，提高铸件的质量和成品率，目前已 成为过滤高温铸铁铁水和钢水的首选材料【刀。国 内泡沫陶瓷过滤器在性能上与国外泡沫陶瓷相比 还有一定差距，如高温强度和抗软化温度相对低． 一方面在金属液过滤过程中由于软化使骨架塌陷 造成过滤通道堵塞，另一方面会由于高温强度低 被金属液冲刷下掉渣而进入金属液形成二次污
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万方数据
Ｈｏｔ Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２００９，Ｖ０１．３８，Ｎｏ．１５
碳化硅质泡沫陶瓷过滤器的研制
碳化硅质泡沫陶瓷过滤器的研制碳化硅质泡沫陶瓷具有比表面积大、密度小、耐高温、高透过性，及优良的绝缘性能，广泛应用于熔融金属过滤、热传感器、催化剂载体和汽车尾气净化等领域［１－６］。
由于ＳｉＣ难以直接烧结，采用常压烧结途径来制取高致密度的ＳｉＣ陶瓷，必须采用特殊方法或靠第二相物质帮助促其烧结致密化。
为了促进烧结，需要加入结合剂，目前已研究出来的结合剂主要有３种：Ｓｉ３Ｎ４结合、β－ＳｉＣ结合和Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２结合。
由于前两种方式需要在特殊的炉子并在还原性气氛中烧成，条件要求高；而Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２结合在普通的炉子中氧化性气氛即可烧结，且烧结温度低，故在实际生产中广泛应用［１，４］。
加入Ａｌ２Ｏ３能够促进ＳｉＣ烧结，主要是形成了Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２杂质的复杂组分的液相，ＳｉＣ通过此液相中的溶解沉淀过程来传递物质，达到致密化。
加入少量的稀土氧化物，可促进ＳｉＣ－Ａｌ２Ｏ３陶瓷的烧结，增大其致密度，以达到增加强度的目的［１－３，５］。
我国的稀土资源十分丰富，且价格低廉，稀土氧化物对大多数铸铁、铝合金、铜合金及锌合金等铸件不会产生副作用，是一种较为理想的烧结助剂，目前关于这方面的报道很少。
本试验中，研究了泡沫塑料的预处理对挂浆量的影响，陶瓷浆料中固相含量和二次挂浆对泡沫陶瓷的强度的影响，系统地研究了加入混合稀土氧化物对碳化硅泡沫陶瓷的烧结温度、烧结时间，抗折强度、致密度和抗热震性等各种性能影响。
１试验部分１．１试验原料聚氨酯泡沫塑料：作为前驱体，孔径为１０￣１５ｐｐｉ，德国进口。
碳化硅微粉：ｗ（ＳｉＣ）≥９８．５％，过３２５目筛。
氧化铝粉：ｗ（Ａｌ２Ｏ３）≥９９．１２％，过３２５目筛。
高岭土：ｗ（ＳｉＯ２）≥５６．１６％，ｗ（Ａｌ２Ｏ３）≥２８．８６％，过３２５目筛。
混合稀土碳酸盐：ｗ’ＲＥ（２ＣＯ３）(≥９８．５％，过３３２５目筛。
硅溶胶：固相含量为３０％，ｐＨ值为９．５￣１０。
聚丙烯酰胺（ＰＡＭ）：作为分散剂，分子量≥３００万。
泡沫碳化硅陶瓷的制备工艺与性能研究
泡沫碳化硅陶瓷的制备工艺与性能研究一、本文概述随着科学技术的不断发展和进步，新型陶瓷材料的研究与应用逐渐成为材料科学领域的研究热点。
其中，泡沫碳化硅陶瓷作为一种轻质、高强、耐高温的新型陶瓷材料，凭借其独特的物理和化学性能，在航空航天、能源、环保等领域展现出广阔的应用前景。
本文旨在深入探讨泡沫碳化硅陶瓷的制备工艺，研究其性能特点，为进一步优化制备工艺、提升材料性能以及推动其在实际应用中的广泛使用提供理论支撑和实践指导。
本文首先概述了泡沫碳化硅陶瓷的基本性质和研究背景，阐述了其在不同领域中的应用价值。
随后，详细介绍了泡沫碳化硅陶瓷的制备工艺，包括原料选择、配方设计、成型方法、烧结工艺等关键步骤，并分析了各工艺参数对材料性能的影响。
在此基础上，本文重点研究了泡沫碳化硅陶瓷的物理性能、化学性能以及力学性能，如密度、孔隙率、热稳定性、抗腐蚀性等，并通过实验数据分析了其性能特点与制备工艺之间的关联。
本文总结了泡沫碳化硅陶瓷的制备工艺与性能研究成果，指出了当前研究中存在的问题和不足，并对未来的研究方向和应用前景进行了展望。
通过本文的研究，旨在推动泡沫碳化硅陶瓷制备工艺的进一步优化，提升材料性能，拓展其应用领域，为新型陶瓷材料的发展做出积极贡献。
二、泡沫碳化硅陶瓷的制备工艺泡沫碳化硅陶瓷的制备工艺主要包括原料选择、配方设计、泡沫前驱体的制备、碳化硅化过程以及后处理几个关键步骤。
原料选择是制备泡沫碳化硅陶瓷的第一步，其主要原料包括硅源、碳源、造孔剂以及可能的添加剂。
硅源一般选择硅粉、硅溶胶或硅烷等，碳源则可以选择石墨、炭黑、有机聚合物等。
造孔剂的选择对于泡沫结构的形成至关重要，常用的有无机盐类、高分子聚合物等。
根据需求，还可以添加一些助剂，如分散剂、催化剂等。
配方设计则需要根据所需的碳化硅陶瓷性能，合理搭配各原料的比例。
通过调整硅碳比、造孔剂含量等参数，可以控制泡沫碳化硅陶瓷的密度、孔径、孔结构以及机械性能等。
泡沫前驱体的制备是制备泡沫碳化硅陶瓷的关键步骤。
陶瓷过滤板的原料来源艾文斯焦作冶金材料
过滤板的原料及要求Raw materials and requirements about ceramic foam filter:陶瓷过滤板是以连续网状泡沫塑料为骨架，浸渍泥浆后在高温下焙烧而成的。
所以制作过滤板的原料分为：泡沫和泥浆。
Ceramic foam filter uses a 3D continuous network of foam plastic as the skeleton, after the impregnation of slurry you can do the high temperature baking. So the raw material of the filter board is divided into: foam and slurry.泡沫Foam:过滤板生产用泡沫应该具有足够的弹性和强度，以保证在浸泥浆时具有可恢复性和抗破损性．在浸渍阶段不致于产生局部凹陷、裂痕等先天性不足。
通常描述泡沫规格的参数是PPI(pores perinch)，即每英寸长度上的孔洞数。
The foam should have sufficient flexibility and strength to ensure that it is capable of recovery and resistance to damage when dipped in slurry.In the impregnation stage it does not have partial depression, cracks and other congenital deficiencies.The PPI (per inch pores) describes the parameters of the foam specifications,that is the number of holes per inch.测量泡沫透气性的方法来确定泡沫的规格具有一定的科学性, 在气流一定的情况下．测量通过泡沫前后的气压降，再将气压降数值对应转化为传统的表示方法PPI.It has certain scientific nature for measurement of the foam permeability method to determine the foam specifications.Under certain conditions of air flow, measure the air pressure before and after foam, then the air pressure drop is transformed into the traditional representation method PPI.泥浆Slurry陶瓷过滤板的机械性能、表面质量与泥浆有着直接的关系。
碳化硅泡沫陶瓷工艺流程
碳化硅泡沫陶瓷工艺流程English Answer：Silicon Carbide Foam Ceramics Process Flow.Silicon carbide foam ceramics (SiC-FCs) are a class of advanced ceramic materials with unique properties such as high porosity, low density, high thermal conductivity, and excellent mechanical strength. They have a wide range of applications, including filtration, catalysis, thermal insulation, and biomedical engineering.The manufacturing process of SiC-FCs typically involves the following steps:1. Raw material preparation: The starting materials for SiC-FCs are typically silicon powder and a carbon source, such as graphite or carbon black. These materials are mixed together in a certain ratio to achieve the desired composition.2. Polymerization: The mixed powders are then mixed with a liquid polymer, such as polyvinyl alcohol (PVA), to form a slurry. The slurry is then poured into a mold and allowed to polymerize.3. Pyrolysis: The polymerized slurry is then heated toa high temperature in an inert atmosphere to remove the polymer and convert the silicon powder to SiC. This process is known as pyrolysis.4. Sintering: The pyrolyzed material is then sintered at a high temperature to densify the SiC structure and improve its mechanical properties.5. Foam formation: The sintered material is then subjected to a foaming process, such as chemical foaming or physical foaming, to create the porous structure.6. Post-processing: The foamed SiC-FCs can be further processed, such as by coating or surface modification, to enhance their properties or tailor them for specificapplications.Chinese Answer：碳化硅泡沫陶瓷工艺流程。
碳化硅泡沫陶瓷现状与研究进展(学报)
碳化硅泡沫陶瓷的现状与研究进展赵子鹏摘要：本文主要介绍了碳化硅泡沫陶瓷国内外研究现状。
分别从碳化硅泡沫陶瓷的粉料、碳化硅粉的制备、碳化硅泡沫陶瓷的配料、成型工艺、烧成制度及国内外碳化硅泡沫陶瓷性能等各个方面对其进行介绍，并展望了碳化硅泡沫陶瓷的发展方向。
关键词：碳化硅泡沫陶瓷制备性能1引言泡沫陶瓷是20世纪70年代发展起来的一种新型陶瓷材料。
它体积密度很小，开口气孔率很高，具有三维网络结构。
具有透过性好，比表面积大，密度小，耐高温及耐腐蚀性强等优点，而被广泛地应用于熔融金属过滤、催化剂载体、汽车尾气净化和吸音降噪等传统领域以及传感器、生物材料等新兴领域[1-6]。
尤其在钢铁生产过程中有非常重要的作用。
泡沫陶瓷用于钢铁生产的金属液过滤环节，工业生产中常选用碳化硅过滤陶瓷作为钢铁生产中的过滤材料，它不仅可滤去金属液中大部分小至数微米的微小固体悬浮夹杂物，还可滤去液态的熔渣和气体，并且对金属液的流速有减缓作用，能大大改善铸件的显微组织和力学性能，使铸件的质量提高，致密性变好，降低废品率，减少铸件切削加工时刀具的磨损[7]。
2碳化硅泡沫陶瓷制备工艺2碳化硅粉体的制备工艺目前，国内外生产用于金属过滤器的泡沫陶瓷材料主要集中在Al2O3、堇青石、莫来石和SiC 等几种原料。
SiC 材料由于具有优良的高温性能、高的热导率、良好的抗热震性能和化学稳定性成为制造用于过滤高温铸铁铁水和钢水的首选材料。
碳化硅是人造的强共价键的非氧化物陶瓷材料,19世纪初首先Berzeliuss 合成,其工艺上的重要性经美国化学家Acheson揭示后于1893年被承认。
高性能SiC材料(如β-SiC粉末、SiC晶须及复合材料)具有高技术、高附加值的特点,超细粉SiC就以其高温强度,高热导率,高耐磨性和耐腐蚀性在航天、汽车、机械、电子、化工等领域得到广泛应用,因此SiC的生产成为人们极为关注的问题。
2.1机械粉碎法该法是通过无外部热能供给的高能球磨过程制备纳米粉体。
碳化硅泡沫陶瓷的特征
碳化硅泡沫陶瓷的特征
碳化硅泡沫陶瓷是一种具有特殊性能和广泛应用的新型材料。
它具有以下几个显著的特征：
1. 轻质高强，碳化硅泡沫陶瓷具有极低的密度和高强度，因此在许多领域中被广泛应用。
它的轻质使得它成为制造轻型结构件和复杂形状部件的理想选择，同时其高强度使得它能够承受较大的载荷。
2. 耐高温性能，碳化硅泡沫陶瓷具有优异的耐高温性能，能够在高温环境下保持稳定的物理和化学性质。
这使得它在航空航天、热工业和其他高温环境下的应用具有重要意义。
3. 良好的隔热性能，由于其多孔的结构，碳化硅泡沫陶瓷具有良好的隔热性能，能够有效地阻止热量的传导。
因此，它被广泛应用于热工业领域，如热隔离、保温等方面。
4. 耐腐蚀性能，碳化硅泡沫陶瓷具有优异的耐腐蚀性能，能够抵抗酸、碱等化学物质的侵蚀。
这使得它在化工、冶金等领域中得到了广泛应用。
总的来说，碳化硅泡沫陶瓷具有轻质高强、耐高温、良好的隔热和耐腐蚀等特征，使得它在诸多领域中都有着重要的应用前景。
随着材料科学的不断发展，碳化硅泡沫陶瓷必将在更多领域中展现其独特的魅力。
铸铁用碳化硅质泡沫陶瓷过滤器的制备与性能
ＮＯｖ．２００６ＶＯＩ．５５ＮＯ．１１铸造ＦＯＵＮＤＲＹ・１１３７・铸铁用碳化硅质泡沫陶瓷过滤器的制备与性能王哲１，任凤章１，李锋军２，一，刘平１，马战红１，石书冰‘（１．河南科技大学材料科学与工程学院，河南洛阳４７１００３；２．清华大学机械学院，北京１０００８４；３．中国一拖集团有限公司，河南洛阳４７１００４）摘要：使用有机泡沫浸渍工艺制备碳化硅质泡沫陶瓷过滤器，探讨了复合粘结剂的比例、烧结助剂（Ａ１２０，）的加入量及烧结性能。
样品的抗压强度与Ａ１２０，的含量之间存在最佳搭配关系，莫来石相的生成是材料强度提高的一个重要贡献因素。
采用最佳配方在ｌ４００℃制得的碳化硅质泡沫陶瓷过滤器抗压强度达到ｉ．９ＭＰａ，样品加热至１１００℃，放入１５℃水中急冷的热震次数高达１５次。
关键词：泡沫陶瓷；碳化硅；粘结剂；ＣＭＣ中图分类号：ＴＧ２２１文献标识码：Ａ文章编号：１００１—４９７７（２００６）１１—１１３７—０３ＰｒｅｐａｒａｔｉＯｎａｎｄＣａｐａｂⅢｔｙＯｆＳｉＣＦＯａｍＣｅｒａｍｉｃＦｉＩｔｅｒＵｓｅｄｉｎＣａＳｔｌｒＯｎＷＡＮＧＺｈｅｌ，ＲＥＮＦｅｎｇ—ｚｈａｎ９１，ＬＩＦｅｎｇ．ｊｕｎ２，３，ＬＩＵＰｉｎ９１，ＭＡＺｈａｎ－ｈｏｎ９１，ＳＨＩＳｈｕ－ｂｉｎ９１（１．ＳｃｈｏｏＩｏｆＭａｔｅｒＩａＩｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒ．ｎｇ，ＨｅｎａｎＵｎｉＶｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏＩｏｇｙ，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１００３，Ｃｈｉｎａ：２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａＩＥｎｇｉｎｅｅｒ．ｎｇ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉＶｅｒｓｉｔｙ，ＢｅＵｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ：３．ＣｈｉｎａＹ．ｔｕｏＧｒｏｕｐＬｉｍｉｔｅｄＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｌｕｏｙａｎｇ４７１００４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔ阳Ｃｔ：ＡｃＯｍｐＩｅｘｃｅｍｅｎｔｉｔｉＯｕｓａｇｅｎｔｗａｓｕｓｅｄｔＯｆａｂｒｉｃａｔｅＳｉＣｆｏａｍｃｅｒａｍｉｃｓｆｏｒｔｈｅｆｊｒｓｔ“ｍｅ．ＣｈａｎａｅｏｆｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆＳｉＣｆｂａｍｃｅｒａｍｉｃｓｉｎｓｉｎｔｅｒＩｎｇｐｒｏｃｅｓｓｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｉｎｄｅｔａ¨．ＴｈｅｃＯｍｐｒｅｓｓｉＯｎｓｔｒｅｎｇｔｈＯｆｆＯａｍＣｅｒａｍｉｃｄｅｐｅｎｄｅｄｓｔｒＯｎｇｌｙ０ｎｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔＯｆＡ１２０３ａｎｄｔｈｅｓｉｎｔｅｒｂｅｈａｖｉＯｒ０ｆｔｈｅＳｉＣｆＯａｍｃｅｒａｍｉｃｓｓｈＯｗｅｄａｇｒｅａｔｄｉ仟ｅｒｅｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｃｈａｎｇｅ０ｆｔｈｅｃＯｎｔｅｎｔＯｆＡ１２０３．ＴｈｅｃＯｍｐｒｅｓｓｉｏｎｓｔｒｅｎｇｔｈＯｆｔｈｅＳｉＣｆｏａｍｃｅｒａｍｉｃｓｆａｂｒｊｃａｔｅｄｗｉｔｈＯｐｔｉｍｕｍｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｓｉｎｔｅｒｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｃａｎｒｅａｃｈ１．９ＭＰａＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｅｒａｍｉｃｆｏａｍ：ＳｉＣ：ｃｅｍｅｎｔｉｔｉｏｕｓａｇｅｎｔ：ＣＭＣ泡沫陶瓷过滤器已问世多年，采用陶瓷过滤器过滤技术可以有效地减少或消除铸件中的非金属夹杂物，净化液态铸造合金，具有很好的经济效益和社会效益。
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FCF-T Silicon Carbide Ceramic Foam FilterSIC ceramic foam filter is specially for gray and ductile iron casting filtration,also it can be used for non-ferrous application.The filter's open pore structure was specially developed for the filtration of cast iron and prevents the ingress of slag,metal reaction products,inoculant residues or sand grains into the mold cavity.The inherently large surface area is well suited to intensive filtration and even finely distributed slag particles are retained both on the filter surface and in the filter structure.Such high filtration effectiveness,combined with a reduction in turbulence,often allows gating systems to be greatly simplified and reduced in size.The filters can be positioned vertically, horizontally,or diagonally in a suitably designed runner system.Why use ceramic foam filters-Simplify gating system and increase yield.-Reduced impurities,inclusions and turbulence.-Increased productivity with smaller and simpler gating systems.-Improved quality,mechanical property and machinability.Product f eatures*Precise size.The control of size is processed from filter media sponge cutting to final sinter.*High strength and free from loose debris.Special formula and technique adjustment together with good package is to make sure it prevent from debris either during transportation or molten metal pouring.*Branded Main material.Branded filter media sponge with strictly inspection to make sure uniform hole with high porosity.Triple check on pores of sponge:before cutting,cut,sintered.*High purity of raw materials,high refractory and good thermal shock resistance.Size and porositiesDifferent sizes can be made upon customer request.Length*width*height=(35-200)*(35-200)*(10-30)mmWith round,square and rectangle shape.Filter size t olerance:olerance:±±(1-1-1.5)1.5)1.5)mm mm mm,need,need to be confirmed or as per mon size:37x37x12.5mm,40x40x11mm,40x40x15mm,50x50x15mm,50x50x22mm,55x55x15mm,60x60x15mm,60x60x22mm,75x50x22mm,75x75x22mm,100x75x22mm,100x100x22mm,150x150x22mm,200x200x30mm,D40x11mm,D40X22MM,D50X22MM,D60X22MM,D70X22MM,D80X22MM,D90X22MM,D100x22mmPore size:10PPI/20PPI/30PPITolerance:±(1-2)PPIPrinciple o f u sing f ilter*Set the filters as close as possible of the casting.*Use simple gating system without dirt trap (improve yield).*The working area of filter should be 4–6times of the section of chocked flow in gating system to make sure that the pouring speed is not affected.*Select the proper filters according to types of metal and pouring temperature.*The higher porosity,the better filtration.How t o c hoose p orosity o f f ilterThe higher porosity,the better filtration.But too high porosity leads to low speed rate of metal.This is especially important for SG ually our recommendation are as below ：*10ppi—for ductile iron,big grey iron,steel casting.*20ppi—for grey iron,malleable cast-iron,non ferrous alloy casting.*30ppi—for grey and malleable cast-iron,non ferrous alloy casting.Flow rate for good filtration (For 10ppi filters)Grey iron ：2.0~4.0kg/cm2ØDuctile iron ：1.0~2.0kg/cm2ØAlloy iron ：0.5~1.0kg/cm2Flow rate according to filter porosity.The porosity is affecting the flow rate.The flow rate will be reduced about 20%per every ten PPI of porosity.Filter filtration rate and weightFiltration capacity and flow rate of the ceramic foam filter are affected by the porosity of the filter,metal temperature,metal leanliness,melting and inoculation practices,alloy composition and pouring method.Below are the value for reference.Filter size(mm)Filtration weight(kg)Flow rate(kg/cm3) Ductile iron Grey iron Ductile iron Grey iron30x50x2230603440x40x2232643450x50x22501004675x50x227515069100x50x2210020081275x75x22110220914100x75x221503001218100x100x222004001624150x100x223006002436150x150x224509003654D40x11204023D50x2235703 4.5D60x2250100 4.2 6.5D70x2275150 5.58.8D80x221002007.211D90x22120240914D100x221402801117D150x223507002538Attention*Preheat the ceramic foam filter before use.*It will be better install the filters as closer as possible to the inner sprue.*Avoid the first molten metal flow strikes the filter directly.*Keep the molten metal pouring height within20cm.*Initiate Press Head:it shall be not less than200mm for gray iron casting.PackageCarton and pallet.Carton size:53x35x26.5cm.Pallet size:1.1x1.1x2.0m.42cartons per pallet.For1x20FT container,it can load10pallets.Filter size(mm)Pieces/carton Filter size(mm)Pieces/carton 37x37x12.5210040x40x151260 42x42x12.5145040x40x221000 50x50x12.5100050x30x22100050x50x2257660x60x2242050x75x22370150x150x224875x75x22250D50x2256075x100x22180D60x22420 100x100x22140D80x2216870x70x22316D90x22150*The round shape filters got the same packing method with square ones.。