Pochopenie výrobného procesu keramiky z nitridu kremíka- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

1. Príprava surovín

Prvým krokom vo výrobnom procese keramiky z nitridu kremíka je príprava surovín. Primárne suroviny používané pri výrobe nitridu kremíka sú kremíkový prášok (Si) a dusík. Kremíkový prášok sa zmieša so zdrojom dusíka, typicky vo forme plynného dusíka, za vzniku zlúčeniny nitridu kremíka (Si3N4).

Kvalita a čistota surovín sú rozhodujúce pre zabezpečenie toho, aby konečný produkt spĺňal požadované špecifikácie. Napríklad kremíkový prášok musí mať vysokú čistotu, aby sa minimalizovala kontaminácia počas reakčného procesu. Okrem toho veľkosť častíc a distribúcia prášku hrajú významnú úlohu v konečných vlastnostiach keramiky z nitridu kremíka.

2. Reakčné spájanie a spekanie

Keď sú suroviny pripravené, ďalším krokom je proces spekania. Na spekanie keramiky z nitridu kremíka sa používajú dve hlavné metódy: beztlakové spekanie a lisovanie za tepla.

Beztlakové spekanie: Tento proces zahŕňa zahrievanie surovín vo vysokoteplotnej peci v prítomnosti plynného dusíka. Kremík reaguje s dusíkom pri teplotách okolo 1600 °C za vzniku nitridu kremíka (Si3N4). Proces spekania umožňuje časticiam spojiť sa a vytvoriť hustý, odolný materiál. Proces sa nazýva "beztlakový", pretože počas spekania sa nevyvíja žiadny vonkajší tlak.

Lisovanie za tepla: Pri lisovaní za tepla sa na suroviny počas spekania pôsobí teplom aj tlakom. Výsledkom tejto metódy je hustejší a pevnejší materiál v porovnaní s beztlakovým spekaním. Typicky sa používa pre aplikácie, ktoré vyžadujú veľmi vysokú pevnosť a tesné tolerancie.

3. Aditíva a modifikácie

Na zlepšenie vlastností keramika z nitridu kremíka Počas procesu spekania môžu byť do materiálu začlenené rôzne prísady. Tieto prísady môžu zahŕňať oxidy vzácnych zemín, ktoré pomáhajú kontrolovať štruktúru zŕn a zvyšujú húževnatosť materiálu. Niektorí výrobcovia môžu použiť aj techniky reakčného spájania, pri ktorých sa kremík zmiešava s inými prvkami za vzniku hustého materiálu bez potreby tlaku alebo vysokých teplôt.

4. Spracovanie po spekaní

Po spekaní môže keramika z nitridu kremíka podstúpiť úpravy po spekaní, ako je opracovanie, brúsenie a leštenie, aby sa dosiahol požadovaný tvar a povrchová úprava. Tieto úpravy sú nevyhnutné na výrobu komponentov, ktoré spĺňajú presné špecifikácie, najmä pre priemyselné odvetvia, ako je letecký a elektronický priemysel.

V niektorých prípadoch sa môžu použiť dodatočné tepelné úpravy na zlepšenie vlastností materiálu, ako je zvýšenie jeho húževnatosti alebo zlepšenie odolnosti proti opotrebovaniu. Spracovanie po spekaní je rozhodujúce pre zabezpečenie optimálneho výkonu keramiky z nitridu kremíka pri zamýšľaných aplikáciách.