A szilícium-nitrid kerámiák gyártási folyamatának megértése- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

1. Nyersanyag előkészítés

A szilícium-nitrid kerámiák gyártási folyamatának első lépése az alapanyagok előkészítése. A szilícium-nitrid előállításához használt elsődleges nyersanyagok a szilíciumpor (Si) és a nitrogén. A szilíciumport egy nitrogénforrással keverik össze, jellemzően nitrogéngáz formájában, így szilícium-nitrid vegyületet (Si3N4) állítanak elő.

Az alapanyagok minősége és tisztasága kulcsfontosságú annak biztosításához, hogy a végtermék megfeleljen az előírt előírásoknak. Például a szilíciumpornak nagy tisztaságúnak kell lennie, hogy minimálisra csökkentsük a szennyeződést a reakciófolyamat során. Ezenkívül a por részecskemérete és eloszlása jelentős szerepet játszik a szilícium-nitrid kerámiák végső tulajdonságaiban.

2. Reakciós kötés és szinterezés

Az alapanyagok előkészítése után a következő lépés a szinterezés. A szilícium-nitrid kerámiák szinterezésére két elsődleges módszert alkalmaznak: nyomásmentes szinterezést és melegsajtolást.

Nyomásmentes szinterezés: Ez az eljárás magában foglalja a nyersanyagok melegítését egy magas hőmérsékletű kemencében nitrogéngáz jelenlétében. A szilícium 1600 °C körüli hőmérsékleten reagál a nitrogénnel, és szilícium-nitrid (Si3N4) keletkezik. A szinterezési folyamat lehetővé teszi, hogy a részecskék megtapadjanak, és sűrű, tartós anyagot képezzenek. Az eljárást nyomásmentesnek nevezik, mivel a szinterezés során nem fejt ki külső nyomást.

Melegsajtolás: A melegsajtolással a szinterezés során hőt és nyomást is gyakorolnak az alapanyagokra. Ez a módszer sűrűbb, erősebb anyagot eredményez a nyomás nélküli szinterezéshez képest. Általában olyan alkalmazásokhoz használják, amelyek nagyon nagy szilárdságot és szűk tűrést igényelnek.

3. Adalékok és módosítások

A tulajdonságok javítására szilícium-nitrid kerámia , a szinterezési folyamat során különféle adalékanyagok kerülhetnek az anyagba. Ezek az adalékok tartalmazhatnak ritkaföldfém-oxidokat, amelyek segítenek szabályozni a szemcseszerkezetet és növelik az anyag szívósságát. Egyes gyártók reakciós kötési technikákat is alkalmazhatnak, amelyek során a szilíciumot más elemekkel keverik, hogy sűrű anyagot képezzenek anélkül, hogy nyomásra vagy magas hőmérsékletre lenne szükség.

4. Szinterezés utáni kezelések

A szinterezés után a szilícium-nitrid kerámiák szinterezés utáni kezeléseken, például megmunkáláson, köszörülésen és polírozáson eshetnek át a kívánt forma és felületi minőség elérése érdekében. Ezek a kezelések elengedhetetlenek a pontos előírásoknak megfelelő alkatrészek előállításához, különösen az olyan iparágakban, mint a repülőgépipar és az elektronika.

Egyes esetekben további hőkezelések is alkalmazhatók az anyag tulajdonságainak javítására, például a szívósság növelésére vagy a kopásállóság javítására. A szinterezés utáni kezelések döntő fontosságúak annak biztosításában, hogy a szilícium-nitrid kerámiák optimálisan teljesítsenek a tervezett alkalmazásokban.