A szilícium-nitrid kerámiák eredete és fejlődése
SIlikon-nitrid (Si3N4)egy szilíciumból és nitrogénből álló kovalens vegyület, amelyet 1857-ben fedeztek fel. A kezdeti időkben egyes tudósok, különösen Németországban, nem voltak teljesen meggyőződve kémiai összetételéről. A kiterjedt kutatás azonban később megerősítette ennek a kémiai képletnek a helyességét, amelyet a mai napig széles körben idéznek. Ennek ellenére a szilícium-nitrid anyagokat felfedezése után több mint egy évszázadon keresztül nem alkalmazták széles körben.
A szilícium-nitrid kerámia formájaelőször az Egyesült Királyságban fejlesztették ki. Ezt a kerámia anyagot először 1955-ben állították elő, és elsősorban hőelemcsövekhez, olvadt fémtégelyekhez és rakétafúvókákhoz használták. Ezt a fajta anyagot úgy állítják elő, hogy fémszilícium-port formára préselnek, majd hevítéssel nitridálják, és nitrogéngáz hatásának teszik ki, amelyet később reakciókötéses szilícium-nitridnek neveznek. A reakciókötéssel kötött szilícium-nitrid körülbelül 25%-os porozitása miatt hiányzott a szilícium-nitrid anyagok kiváló szilárdsági és keménységi tulajdonságainak megjelenítéséhez szükséges nagy sűrűség.
1960-ban Parr, Martin, May és mások átfogó áttekintést tettek közzé a reakciókötéssel kötött szilícium-nitrid tulajdonságairól és szerkezetéről, felvázolva az általuk kifejlesztett technikákat. Ezek a technikák jelentős technikai támogatást nyújtottak a szilícium-nitrid kerámiák későbbi fejlesztéséhez.
Az 1970-es években az Egyesült Államok nagyszabású szilícium-nitrid anyagok fejlesztési programot indított. Az Egyesült Államok Védelmi Minisztériuma 1971-ben kezdett egy ötéves fejlesztési projektet a Ford Motor Company-val és a Westinghouse Electric Corporationnel együttműködve. A projekt célja a szilícium-nitrid hagyományos motoranyagok helyettesítésére való felhasználásának lehetőségének feltárása, valamint kerámia gázturbinás motorok fejlesztése volt. . A projekt korai szakaszában felismerték, hogy a hagyományos nyomás alatti szinterezés a szilícium-nitrid egyszerű formáinak előállítására korlátozódik, míg a gázturbinás motor alkatrészei összetettek. Ezért a kerámia anyagok motorokban való alkalmazása csak a szilícium-nitrid kerámiák gyártási folyamatának javításával lenne lehetséges.
1976-ban Terwilliger és Lange véletlenül felfedezte, hogy a szilícium-nitrid por szinterezhető mechanikai nyomás alkalmazása nélkül. Oxigénnel adalékolt magnézium- és szilícium-nitrid-poron végeztek forró préselési kísérleteket, normál feletti hőmérsékleten. A szilícium-nitrid porhengerek még hagyományos nyomás nélkül is jelentős zsugorodást mutattak. Arra a következtetésre jutottak, hogy a grafitforma korlátozott terében a szilícium-nitrid párolgási vesztesége gátolt, ami lehetővé tette az általános sűrűsödést. Ez a felfedezés fontos lépést jelentett a nagy sűrűségű szilícium-nitrid kerámiák fejlesztésében, és a nyomásmentes szinterezett szilícium-nitrid kifejlesztéséhez vezetett.
A magas hőmérsékletű szinterezés során a szilícium-nitrid lebomlása jelentős, és egyszerű porcsomagolással nem lehet hatékonyan elnyomni. Ezért kidolgozták a szilícium-nitrid nyomás alatti szinterezését. 1976-ban a japán Mitomo Si3N4 kerámia szinterezéséről számolt be 10 atm nitrogénnyomás mellett 1450°C és 1900°C közötti hőmérsékleten. Ez volt a szilícium-nitrid kerámiák nyomás alatti szinterezésének legkorábbi módszere.
A fent említett különböző szinterezési technikák a kerámiakutatók generációinak könyörtelen erőfeszítéseinek sikeres eredményei a szilícium-nitrid kerámiák különböző mérnöki alkalmazásaival kapcsolatban. A közelmúltban az olyan feltörekvő technológiák, mint a szikraplazma szinterezés és a mikrohullámú szinterezés, új utakat nyitottak meg a szilícium-nitrid alkalmazásában.
Ami az alkalmazásokat illeti, akár az űrbe szárnyaló rakétákban, akár az autópályákon száguldó autókban, vagy az elpusztíthatatlan vágószerszámokban és robusztus műcsontokban,szilícium-nitrid kerámianélkülözhetetlen kulcsanyaggá váltak az ipari technológiákban, különösen a fejlett technológiai területeken. A modern anyagtudomány fejlődésének egyik fő irányát képviseli.
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.
