A "szívósság" javult! Nyolc tipp a szilícium-nitrid kerámiák edzéséhez- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

Fontos szerkezeti kerámiaanyagként az Si ₃ N ₄ a kerámiák jó mechanikai tulajdonságokkal és hősokkállósággal rendelkeznek (levegőn több mint 1000 ℃-ra melegítve nem törik el, még akkor sem, ha hirtelen lehűtik vagy felmelegítik). Jelenleg jó átfogó teljesítményűnek tekintik, és széles körben használják a kohászatban, a repülőgépiparban, az energetikában, a gépiparban, a hadiiparban, az optikában, az üvegiparban és más területeken.

Korlátozza a "kerámia általános problémája" - nagy ridegség

Si ₃ N ₄ erős kovalens kötésű vegyület, nagy atomi kötésszilárdsággal és jó átfogó teljesítménnyel. Ezenkívül a kovalens kötések irányultsága és telítettsége miatt kevés csúszórendszer van Si-ben ₃ N ₄ kovalens kötésekből álló kerámiák, amelyek rendszerint a csúszás előtt eltörnek, ami az Si jelentős ridegségét eredményezi ₃ N ₄ kerámia.

Azonban az alacsony törési szilárdság Si ₃ N ₄ a kerámia és az anyagon belüli helyi repedésekre való érzékenység az Si végzetes hiányosságaivá vált ₃ N ₄ kerámiák, amelyek súlyosan befolyásolják élettartamát és megbízhatóságát, és nagymértékben korlátozzák alkalmazási körét.

A nyersanyagpor befolyásolja a törési szívósságát?

Mivel az előállítási folyamat Si ₃ N ₄ a kerámia alapanyagként elsősorban port használ, préselés és szinterezés után sűrű kerámiatestet kapunk. Ezért a Si jellemzői ₃ N ₄ a por létfontosságú szerepet játszik a szinterezési folyamatban és a teljesítményben. Si ₃ N ₄ por főleg két típust tartalmaz: α-Si ₃ N ₄ fázis és β-Si ₃ N ₄ Ha a por β-fázis-tartalma >30 térfogat%, a szinterezési feloldódás és újrakicsapás szakaszában a hajtóerő csökken, és a szilícium-nitrid kerámiák tömörödési folyamata gátolt; és a kerámia mikroszerkezete főként finomabb, egyenlő tengelyű kristályokból áll, ami nem segíti elő a nagy törési szilárdságot.

α-Si felhasználásával ₃ N ₄ mivel a kezdeti por alkalmasabb a nagy szilárdságú és szívósságú Si készítésére ₃ N ₄ kerámia, mert α-Si ₃ N ₄ A β-Si folyadékfázisú szinterezése során feloldódó kicsapódási reakcióval jön létre ₃ N ₄ , és a következő szemcsésedési szakaszban a β-Si anizotróp növekedése ₃ N ₄ önkeményítő mikrostruktúrát képezhet, javítva a Si sűrűségét és szívósságát ₃ N ₄ kerámia.

Az oxigéntartalom tekintetében a szívósság a por oxigéntartalmának csökkenésével nő. Alacsony felületi oxigéntartalmú porok alkalmazásakor ugyanis a szinterezés során kevesebb folyékony fázis keletkezik, aminek következtében kevesebb a gócképződési hely, kevesebb a mag, és a kristályforma félaxiálisról axiálisra változik. β-Si ₃ N ₄ hosszú rudak formájában van, nagyobb méretaránnyal és nagyobb törési szilárdsággal.

Ezen kívül Si ₃ N ₄ A magas széntartalmú porok gátolják a szilícium-nitrid sűrűsödési folyamatát. Mivel a szén reagál szilícium-dioxiddal (SiO ₂ ) Si felszínén ₃ N ₄ por CO és SiO előállítására, a folyékony fázis képződése gátolt, ami nem kedvez a Si sűrűsödési folyamatának ₃ N ₄ .

Ezért az α-fázis-tartalom, az oxigéntartalom és a széntartalom a Si-ben ₃ N ₄ a kerámia nyersanyagpor mind befolyásolja az Si törési szívósságát ₃ N ₄ szinterezett test. A kulcsfontosságú tényezők a magas α kiválasztásához, hogy nagy törési szilárdságot kapjunk Si ₃ N ₄ A kerámia a Si fizikai fázisa, alacsony oxigéntartalma, alacsony széntartalma és megfelelő fajlagos felülete ₃ N ₄ por.