Razumijevanje procesa proizvodnje keramike od silicij nitrida- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

1. Priprema sirovina

Prvi korak u proizvodnom procesu keramike od silicijevog nitrida je priprema sirovina. Primarne sirovine koje se koriste u proizvodnji silicijevog nitrida su silicij u prahu (Si) i dušik. Silicijski prah se miješa s izvorom dušika, obično u obliku plinovitog dušika, kako bi se formirao spoj silicijevog nitrida (Si₃N4).

Kvaliteta i čistoća sirovina ključni su za osiguravanje da konačni proizvod zadovoljava tražene specifikacije. Na primjer, prah silicija mora biti visoke čistoće kako bi se smanjila kontaminacija tijekom procesa reakcije. Dodatno, veličina čestica i raspodjela praha igraju značajnu ulogu u konačnim svojstvima keramike silicijevog nitrida.

2. Reakcijsko spajanje i sinteriranje

Nakon što su sirovine pripremljene, sljedeći korak je proces sinteriranja. Postoje dvije primarne metode koje se koriste za sinteriranje keramike od silicijevog nitrida: sinteriranje bez pritiska i vruće prešanje.

Sinteriranje bez pritiska: Ovaj proces uključuje zagrijavanje sirovina u visokotemperaturnoj peći u prisutnosti plinovitog dušika. Silicij reagira s dušikom na temperaturama od oko 1600°C i stvara silicijev nitrid (Si₃N₄). Proces sinteriranja omogućuje spajanje čestica i stvaranje gustog, izdržljivog materijala. Proces se naziva "bez pritiska" jer se tijekom sinteriranja ne primjenjuje vanjski pritisak.

Vruće prešanje: Kod vrućeg prešanja, toplina i pritisak se primjenjuju na sirovine tijekom sinteriranja. Ova metoda rezultira gušćim, jačim materijalom u usporedbi sa sinteriranjem bez pritiska. Obično se koristi za primjene koje zahtijevaju vrlo visoku čvrstoću i niske tolerancije.

3. Dodaci i modifikacije

Za poboljšanje svojstava silicij nitrid keramika , tijekom procesa sinteriranja u materijal se mogu ugraditi različiti aditivi. Ovi aditivi mogu uključivati okside rijetkih zemalja, koji pomažu u kontroli strukture zrna i povećavaju žilavost materijala. Neki proizvođači također mogu koristiti tehnike reakcijskog spajanja, u kojima se silicij miješa s drugim elementima kako bi se formirao gusti materijal bez potrebe za pritiskom ili visokim temperaturama.

4. Obrade nakon sinteriranja

Nakon sinteriranja, keramika od silicijevog nitrida može se podvrgnuti tretmanima nakon sinteriranja kao što su strojna obrada, brušenje i poliranje kako bi se postigao željeni oblik i završna obrada površine. Ti su tretmani ključni za proizvodnju komponenti koje zadovoljavaju precizne specifikacije, posebno za industrije poput zrakoplovstva i elektronike.

U nekim slučajevima, mogu se primijeniti dodatni toplinski tretmani kako bi se poboljšala svojstva materijala, kao što je povećanje njegove žilavosti ili poboljšanje njegove otpornosti na trošenje. Postupci nakon sinteriranja ključni su za osiguravanje optimalne izvedbe keramike od silicijevog nitrida u predviđenim primjenama.