Что такое керамический материал из нитрида кремния?

Нитрид кремния – важный конструкционный керамический материал. Это сверхтвердый материал, обладающий смазывающей способностью и износостойкостью. Это атомный кристалл и антиоксидант при высоких температурах. Он также может противостоять тепловому удару. При нагревании на воздухе до температуры выше 1000°C он не распадается, даже если его быстро охладить или нагреть. Именно потому, что керамика из нитрида кремния обладает такими хорошими свойствами, люди часто используют ее для изготовления механических деталей, таких как подшипники, лопатки газовых турбин, механические уплотнения и детали пресс-форм. Если для изготовления поверхности нагрева деталей двигателя используется жаростойкая и термостойкая керамика из нитрида кремния, это позволяет не только улучшить качество дизельных двигателей и сэкономить топливо, но и повысить термический КПД. Этот тип дизельного двигателя разработан в Китае, США, Японии и других странах.

Процесс подготовки керамических изделий из нитрида кремния обычно состоит из обработки сырья, синтеза порошка, обработки порошка, формования, обработки сырого тела, спекания и обработки сырого керамического тела.

Технологические виды изготовления нитридкремниевой керамики различаются главным образом способами и последовательностями синтеза, формования и спекания.

Обычные методы формования керамики включают сухое прессование, литье ленты, литье под давлением и т. д. Сухое прессование — это широко используемый процесс формования и один из основных процессов формования керамических задних панелей мобильных телефонов. Керамические задние крышки серии Xiaomi MIX изготовлены методом сухого прессования. Сегодня давайте подробнее рассмотрим процесс сухого прессования керамики.

1. Сухое прессование

Сухое прессование, также известное как прессование в штампах, является одним из широко используемых методов формования. Сухое прессование — это процесс помещения порошка с хорошей текучестью и подходящим размером частиц после грануляции в полость металлической формы и приложения давления через напорный напор. Давление. Головка производит перемещение в полости формы, передает давление, перестраивает и деформирует частицы порошка в полости формы, а затем уплотняет ее, образуя керамическую заготовку, обладающую прочностью и формой.

2. Принцип процесса и влияющие факторы сухого прессования.

1. Принцип процесса

Сущность сухого прессования заключается в том, что под действием внешней силы частицы прижимаются друг к другу в форме, а частицы прочно соединяются с помощью внутреннего трения, сохраняя форму. Это внутреннее трение действует на тонкий клейкий слой вокруг частиц, расположенных близко друг к другу.

По мере увеличения давления заготовки будут менять форму, скользить друг по другу, зазор уменьшается, контакт постепенно увеличивается, прилипают друг к другу. По мере сближения частиц взаимодействие между молекулами коллоида и частицами усиливается, и зеленое тело приобретает механическую прочность.

2. Факторы влияния

Основными факторами, влияющими на сухое прессование, являются:

Свойства порошка: размер частиц, гранулометрический состав, текучесть, содержание воды и т. д.;

Подбор клеев и смазок;

Дизайн пресс-формы;

Сила прессования, метод прессования, скорость прессования и время выдержки в процессе прессования.

Таким образом, если размер частиц заготовки является подходящим, связующее используется правильно и метод прессования является разумным, метод сухого прессования также может обеспечить относительно идеальную плотность заготовки.

Керамика из нитрида кремния

Жидкость горячего прессования порошка нитрида кремния высокой чистоты не дает усадки при температуре 1700°C. Существует три основных метода спекания нитрида кремния: реакционное спекание, обычное спекание и спекание горячим прессованием.

1. Реакционное спекание

В его основе лежит следующая реакция: 3Si(s) 2N2(g)=Si3N4(s) Реакция азотирования начинается при 1100°C и постепенно нагревается до 1420°C. Весь процесс занимает несколько дней CC. Поскольку реакция экзотермическая, скорость нагрева следует тщательно контролировать. Обычно продукт, полученный выдерживанием при температуре ниже 1400°С, представляет собой смесь α- и β-Si3N4 с пористостью 15C30%.

Керамика из нитрида кремния

1. Реакционное спекание

Преимущества: Никакие добавки не допускаются. Особенности: Прочность материала существенно не снижается при высоких температурах; Размер и форма изделия остаются неизменными, возможно изготовление изделий сложной формы; Чтобы сварить две детали, просто соедините их и азотируйте. При реакционном спекании ключевым фактором, влияющим на качество продукции, является контроль температуры реакции. После трехэтапного метода нагрева температура печи поднимается выше температуры плавления кремния, что часто называют азотированием при перегреве.