Înțelegerea procesului de fabricație a ceramicii cu nitrură de siliciu- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

1. Pregătirea materiei prime

Primul pas în procesul de fabricație a ceramicii cu nitrură de siliciu este pregătirea materiilor prime. Materiile prime primare utilizate în producția de nitrură de siliciu sunt pulberea de siliciu (Si) și azotul. Pulberea de siliciu este amestecată cu o sursă de azot, de obicei sub formă de azot gazos, pentru a forma compusul cu nitrură de siliciu (Si₃N₄).

Calitatea și puritatea materiilor prime sunt cruciale pentru a se asigura că produsul final îndeplinește specificațiile cerute. De exemplu, pulberea de siliciu trebuie să fie de înaltă puritate pentru a minimiza contaminarea în timpul procesului de reacție. În plus, dimensiunea particulelor și distribuția pulberii joacă un rol semnificativ în proprietățile finale ale ceramicii cu nitrură de siliciu.

2. Lipirea de reacție și sinterizarea

Odată ce materiile prime sunt pregătite, următorul pas este procesul de sinterizare. Există două metode principale utilizate pentru sinterizarea ceramicii cu nitrură de siliciu: sinterizarea fără presiune și presarea la cald.

Sinterizarea fără presiune: Acest proces implică încălzirea materiilor prime într-un cuptor cu temperatură înaltă în prezența azotului gazos. Siliciul reacţionează cu azotul la temperaturi de aproximativ 1600°C pentru a forma nitrură de siliciu (Si₃N₄). Procesul de sinterizare permite particulelor să se lege și să formeze un material dens și durabil. Procesul se numește „fără presiune” deoarece nu se aplică nicio presiune externă în timpul sinterizării.

Presare la cald: La presarea la cald, atât căldură, cât și presiune sunt aplicate materiilor prime în timpul sinterizării. Această metodă are ca rezultat un material mai dens și mai puternic în comparație cu sinterizarea fără presiune. Este utilizat de obicei pentru aplicații care necesită rezistență foarte mare și toleranțe strânse.

3. Aditivi și modificări

Pentru a îmbunătăți proprietățile ceramică cu nitrură de siliciu , diverși aditivi pot fi încorporați în material în timpul procesului de sinterizare. Acești aditivi pot include oxizi de pământuri rare, care ajută la controlul structurii cerealelor și sporesc duritatea materialului. Unii producători pot utiliza, de asemenea, tehnici de lipire prin reacție, în care siliciul este amestecat cu alte elemente pentru a forma un material dens fără a fi nevoie de presiune sau temperaturi ridicate.

4. Tratamente post-sinterizare

După sinterizare, ceramica cu nitrură de siliciu poate suferi tratamente post-sinterizare, cum ar fi prelucrarea, șlefuirea și lustruirea pentru a obține forma și finisajul de suprafață dorit. Aceste tratamente sunt esențiale pentru producerea de componente care îndeplinesc specificații precise, în special pentru industrii precum aerospațial și electronică.

În unele cazuri, pot fi aplicate tratamente termice suplimentare pentru a îmbunătăți proprietățile materialului, cum ar fi creșterea tenacității acestuia sau îmbunătățirea rezistenței la uzură. Tratamentele post-sinterizare sunt cruciale pentru a se asigura că ceramica cu nitrură de siliciu funcționează optim în aplicațiile prevăzute.