A szilícium-nitrid kerámiák alkalmazásai különböző szinterezési eljárásokkal
Jelenlegszilícium-nitrid kerámiaA különböző területeken használt anyagokat elsősorban reakciószintereléssel, melegsajtolásos szintereléssel, nyomásmentes szintereléssel, gáznyomásos szintereléssel és forró izosztatikus préseléses szintereléssel állítják elő. A különböző szinterezési eljárások során bizonyos teljesítménybeli különbségekkel rendelkező szilícium-nitrid kerámiákat kapnak, amelyeket jellemzően különböző magas hőmérsékletű szerkezeti elemekben, kopásálló alkatrészekben vagy korrózióálló alkatrészekben alkalmaznak.
1. Reakciós szinterezési módszer
A reakciószinterelés magában foglalja a nyersanyag tömörített testek szilárd, folyékony és gázfázisai közötti kémiai reakciót egy bizonyos hőmérsékleten, ami sűrűsödést és meghatározott kompozíciók szintézisét eredményezi a kívánt szinterezett test előállításához.
Ebben az eljárásban a nagy tisztaságú szilíciumport összekeverik egy kötőanyaggal, formázzák, majd N2-atmoszférának vetik alá, vagy olvadt szilíciumba merítik, lehetővé téve a testben lévő szilícium- vagy nitrogéngáz vagy olvadt szilícium reakcióját és szilícium-nitrid termékek előállítását. . A reakciószinterezéssel előállított szilícium-nitrid kerámiák elterjedtek a tűzálló anyagok területén, főkénthőelem-védőcsövek, fémolvasztó tégelyek és rakétafúvókák gyártása.
2. Meleg préseléses szinterezési módszer
A szilícium-nitrid port különféle oxidokkal (például MgO, Al2O3, CeO2 stb.) keverik szinterezési adalékként. A szinterezést 1600 °C feletti hőmérsékleten, bizonyos nyomások mellett végzik, ezt a folyamatot melegsajtolással történő szinterezésnek nevezik.
A melegsajtolásos szinterezés előnye, hogy az ezzel a módszerrel előállított Si3N4 kerámiák mechanikai tulajdonságai jobbak, mint a más módszerekkel szintereké, nagyobb keménységet, szilárdságot és szívósságot mutatnak. Általában gyártására használják kerámia vágószerszámok.
A melegsajtolásos szinterezésnek azonban vannak olyan hátrányai is, mint a magas gyártási költségek, a szinterező berendezés bonyolult követelményei, valamint a szinterezés közbeni egytengelyű nyomás miatti anizotróp tulajdonságok jelenléte.
3. Nyomásmentes szinterezési módszer
A nyomás nélküli szinterezés során α-Si3N4-et használnak nyersanyagként normál légköri nyomáson, és bizonyos mennyiségű szinterelési segédanyagot adnak hozzá a folyadékfázisú szinterezéshez. A szinterezés során az α-Si3N4 β-Si3N4-té alakul, és a szilícium-nitrid szemcsék szerkezete egyentengelyű kristályokból oszlopos kristályokká változik, ezáltal javítva a minták tulajdonságait.A nyomásmentes szinterezés előnye a viszonylag egyszerű előkészítési folyamat és az alacsonyabb költség, ami nagy teljesítményű szilícium-nitrid kerámiát eredményez. A hátránya azonban az, hogy a minták a szinterezés után jelentős zsugorodást tapasztalhatnak, ami repedéshez és deformációhoz vezethet.
A nyomásmentes szinterezéssel előállított szilícium-nitrid kerámiákat széles körben használjáktömítőgyűrűk, görgős gyűrűk gyártása a kohászati iparban, olvadt fémek szállítására szolgáló edények és vályúk.
4. Gáznyomásos szinterezési módszer
A gáznyomásos szinterezést jellemzően 1-10 MPa nyomáson és 2000 °C körüli hőmérsékleten végzik, ami valamivel magasabb, mint más szinterezési eljárások. Ez a módszer még kevesebb szinterelő adalékkal is elősegítheti a Si3N4 szemcsék növekedését, ami megnyúlt oszlopos szemcséket, nagy sűrűségű és nagy szilárdságú mintákat eredményez.
A gáznyomásos szintereléssel különféle összetett formájú termékek alakíthatók ki és szinterezhetők, így szélesebb körű felhasználási területük van, mint a más eljárásokkal előállított szilícium-nitrid kerámiák.
A hőelem védőcsöveken kívül fémolvasztó tégelyek, rakéta fúvókák, kerámia vágószerszámok, csapágygolyók, tömítőgyűrűk, görgőgyűrűk a kohászati iparbanés az olvadt fémek szállítására szolgáló edények, a gáznyomásos szinterezéssel előállított szilícium-nitrid kerámiákat is széles körben használják különféle magas hőmérsékletű és nagy igénybevételű alkatrészekbenénncEramikus turbinás motor alkatrészek, mint például az állórészlapátok, a rotorlapátok és a burkolatok.
5, forró izosztatikus préselés (HIP) szinterezési módszer
A meleg izosztatikus préselés magában foglalja a magas hőmérsékletű és izotróp nagynyomású gáz egyidejű alkalmazását kerámiaporokra, tömörítményekre vagy előszinterezett testekre a szinterezési tömörítés elérése érdekében.
A melegsajtolás és a nyomás nélküli szinterezés előnyeit kombinálva a forró izosztatikus préselés nagy sűrűségű és összetett formájú szilícium-nitrid kerámiákat tud előállítani. A drága berendezések, a bonyolult gyártási folyamatok és a magas műszaki követelmények miatt azonban elsősorban csúcskategóriás szilícium-nitrid termékek gyártására használják, mint pl.szilícium-nitrid csapágygolyók.
Ezenkívül a forró izosztatikus préseléssel előállított szilícium-nitrid kerámiák jelentős alkalmazási lehetőségeket kínálnak a nagy teljesítményű termékeket igénylő területeken, mint pl.mikrocsapágyas alkalmazások infravörös detektorokban.
XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO., LTD. egy jó hírű és megbízható beszállító, amely műszaki kerámia alkatrészek gyártására és értékesítésére szakosodott. Egyedi gyártást és nagy pontosságú megmunkálást biztosítunk nagy teljesítményű kerámia anyagok széles sorozatához, beleértve timföld kerámia, cirkónia kerámia, szilícium-nitrid, szilícium-karbid, bór-nitrid, alumínium-nitrid és megmunkálható üvegkerámia. Jelenleg kerámiaalkatrészeink számos iparágban megtalálhatók, mint például a mechanikai, vegyipari, orvosi, félvezető-, jármű-, elektronikai-, kohászati stb. iparban. Küldetésünk, hogy a legjobb minőségű kerámia alkatrészeket biztosítsuk a globális felhasználók számára, és nagy öröm látni kerámiánkat. az alkatrészek hatékonyan működnek az ügyfelek speciális alkalmazásaiban. Mind a prototípus, mind a tömeggyártás területén tudunk együttműködni, keressen minket, ha igényei vannak.
