Ce este materialul ceramic cu nitrură de siliciu?

Nitrura de siliciu este un material ceramic structural important. Este un material foarte dur cu lubrifiere inerentă și rezistență la uzură. Este un cristal atomic și antioxidant la temperaturi ridicate. De asemenea, poate rezista șocului termic. Când este încălzit la peste 1000°C în aer, nu se va dezintegra chiar dacă este răcit sau încălzit rapid. Tocmai pentru că ceramica cu nitrură de siliciu are proprietăți atât de bune, oamenii o folosesc adesea pentru a fabrica piese mecanice, cum ar fi rulmenți, palete de turbine cu gaz, etanșări mecanice și piese de matriță. Dacă pentru fabricarea suprafeței de încălzire a pieselor motorului se utilizează ceramică cu nitrură de siliciu rezistentă la temperaturi înalte și rezistentă la căldură, aceasta poate nu numai să îmbunătățească calitatea motoarelor diesel și să economisească combustibil, ci și să îmbunătățească eficiența termică. Acest tip de motor diesel a fost dezvoltat în China, Statele Unite ale Americii, Japonia și alte țări.

Procesul de preparare a produselor ceramice cu nitrură de siliciu constă, în general, în prelucrarea materiilor prime, sinteza pulberii, prelucrarea pulberii, turnarea, prelucrarea corpului verde, sinterizarea și prelucrarea corpului verde ceramică.

Tipurile de proces de preparare ale ceramicii cu nitrură de siliciu se disting în principal prin metodele și secvențele de sinteză, turnare și sinterizare.

Metodele obișnuite de turnare pentru ceramică includ presarea uscată, turnarea cu bandă, turnarea prin injecție etc. Presarea uscată este un proces de turnare utilizat pe scară largă și unul dintre procesele principale de turnare pentru panourile din spate ceramice pentru telefoane mobile. Capacele din spate ceramice ale seriei Xiaomi MIX sunt toate presate uscat. Astăzi, să aruncăm o privire mai atentă asupra procesului de presare uscată a ceramicii.

1. Presare uscată

Presarea uscată, cunoscută și sub denumirea de presare cu matriță, este una dintre metodele de turnare utilizate în mod obișnuit. Presarea uscată este procesul de plasare a pulberii cu o fluiditate bună și o clasificare adecvată a particulelor după granulare în cavitatea matriței metalice și aplicarea presiunii prin capul de presiune. Presiunea Capul produce deplasarea în cavitatea matriței, transmite presiunea și rearanjează și deformează particulele de pulbere din cavitatea matriței, apoi se compactează pentru a forma un semifabricat ceramic cu rezistență și formă.

2. Principiul procesului și factorii de influență ai presarii uscate

1. Principiul procesului

Esența presării uscate este că, sub acțiunea forței externe, particulele sunt aproape unele de altele în matriță, iar particulele sunt ferm conectate cu ajutorul frecării interne pentru a menține forma. Această frecare internă acționează asupra stratului adeziv subțire din jurul particulelor apropiate unele de altele.

Pe măsură ce presiunea crește, semifabricatele își vor schimba forma, vor aluneca unul pe celălalt, golul scade, contactul crește treptat și se vor lipi unul de celălalt. Pe măsură ce particulele se apropie, interacțiunea dintre moleculele coloide și particule este întărită, iar corpul verde are rezistență mecanică.

2. Factori de influență

Principalii factori care afectează presarea uscată sunt:

Proprietățile pulberii: dimensiunea particulelor, distribuția mărimii particulelor, fluiditatea, conținutul de apă etc.;

Alegerea adezivilor și lubrifianților;

Design matriță;

Forța de presare, metoda de presare, viteza de presare și timpul de menținere în timpul procesului de presare.

Pe scurt, dacă dimensiunea particulelor semifabricatului este adecvată, liantul este utilizat corect și metoda de presare este rezonabilă, metoda de presare uscată poate obține, de asemenea, o densitate semifabricată relativ ideală.

Ceramica cu nitrură de siliciu

Lichidul de presare la cald al pulberii de nitrură de siliciu de înaltă puritate nu se micșorează la 1700°C. Există trei metode principale de sinterizare pentru nitrură de siliciu: sinterizarea prin reacție, sinterizarea convențională și sinterizarea prin presare la cald.

1. Sinterizarea de reacție

Se bazează pe următoarea reacție: 3Si(s) 2N2(g)=Si3N4(s) Reacția de nitrurare începe la 1100°C și se încălzește treptat până la 1420°C. Întregul proces durează câteva zile CC. Deoarece reacția este exotermă, viteza de încălzire trebuie controlată cu atenție. În general, produsul obţinut prin menţinerea caldă sub 1400°C este un amestec de α- şi β-Si3N4 cu o porozitate de 15C30%.

Ceramica cu nitrură de siliciu

1. Sinterizarea de reacție

Avantaje: Nu sunt permisi aditivi Caracteristici: Rezistenta materialului nu va fi redusa semnificativ la temperaturi ridicate; Mărimea și forma produsului rămân neschimbate și pot fi produse produse de formă complexă; Pentru a suda două părți, trebuie doar să le conectați și să le nitruriți. În sinterizarea prin reacție, factorul cheie care afectează calitatea produsului este controlul temperaturii de reacție. După metoda de încălzire în trei etape, temperatura cuptorului este ridicată peste punctul de topire al siliciului, care este adesea numit nitrurare la supratemperatură.