Zastosowania ceramiki z azotku krzemu w różnych procesach spiekania
Obecnie,ceramika z azotku krzemustosowane w różnych dziedzinach, są przygotowywane głównie poprzez spiekanie reakcyjne, spiekanie przez prasowanie na gorąco, spiekanie bezciśnieniowe, spiekanie pod ciśnieniem gazu i spiekanie przez prasowanie izostatyczne na gorąco. Różne procesy spiekania dają ceramikę z azotku krzemu o pewnych różnicach w działaniu, zwykle stosowaną w różnych wysokotemperaturowych elementach konstrukcyjnych, elementach odpornych na zużycie lub elementach odpornych na korozję.
1. Metoda spiekania reakcyjnego
Spiekanie reakcyjne polega na reakcji chemicznej pomiędzy fazą stałą, ciekłą i gazową zwartych brył surowca w określonej temperaturze, w wyniku której następuje zagęszczenie i synteza określonych składów w celu uzyskania pożądanej spiekanej bryły.
W tym procesie proszek krzemowy o wysokiej czystości miesza się ze spoiwem, formuje w kształty, a następnie poddaje działaniu atmosfery N2 lub zanurza w stopionym krzemie, umożliwiając reakcję krzemu, gazowego azotu lub stopionego krzemu w korpusie i wytworzenie produktów azotku krzemu . Ceramika z azotku krzemu wytwarzana w procesie spiekania reakcyjnego jest powszechna w dziedzinie materiałów ogniotrwałych, stosowana głównie dodo produkcji rurek ochronnych termopar, tygli do wytapiania metali i dysz rakietowych.
2. Metoda spiekania na gorąco
Proszek azotku krzemu miesza się z różnymi tlenkami (takimi jak MgO, Al2O3, CeO2 itp.) jako dodatkami spiekalnymi. Spiekanie prowadzi się w temperaturze powyżej 1600°C pod pewnym ciśnieniem, w procesie znanym jako spiekanie przez prasowanie na gorąco.
Zaletą spiekania na gorąco jest to, że właściwości mechaniczne ceramiki Si3N4 przygotowanej tą metodą są lepsze niż ceramiki spiekanej innymi metodami, wykazując wyższą twardość, wytrzymałość i udarność. Jest powszechnie stosowany do produkcji ceramiczne narzędzia tnące.
Jednakże spiekanie przez prasowanie na gorąco ma również wady, takie jak wysokie koszty produkcji, złożone wymagania dotyczące sprzętu do spiekania i obecność właściwości anizotropowych z powodu jednoosiowego ciśnienia podczas spiekania.
3, Metoda spiekania bezciśnieniowego
Spiekanie bezciśnieniowe polega na zastosowaniu α-Si3N4 jako surowca pod standardowym ciśnieniem atmosferycznym, z dodatkiem pewnej ilości środków pomocniczych do spiekania w fazie ciekłej. Podczas spiekania α-Si3N4 przekształca się w β-Si3N4, a struktura ziaren azotku krzemu zmienia się z kryształów równoosiowych na kryształy kolumnowe, poprawiając tym samym właściwości próbek.Zaletą spiekania bezciśnieniowego jest stosunkowo prosty proces przygotowania i niższy koszt, w wyniku czego uzyskuje się ceramikę z azotku krzemu o wysokiej wydajności. Wadą jest jednak to, że próbki po spiekaniu mogą ulegać znacznemu skurczeniu, co prowadzi do pęknięć i deformacji.
Ceramika z azotku krzemu wytwarzana metodą spiekania bezciśnieniowego jest szeroko stosowana wprodukcja pierścieni uszczelniających, pierścieni tocznych w przemyśle metalurgicznym, zbiorników do transportu stopionych metali i koryt.
4, Metoda spiekania pod ciśnieniem gazu
Spiekanie pod ciśnieniem gazu zazwyczaj prowadzi się pod ciśnieniem od 1 do 10 MPa i w temperaturze około 2000°C, nieco wyższej niż inne metody spiekania. Nawet przy mniejszej liczbie dodatków spiekających metoda ta może sprzyjać wzrostowi ziaren Si3N4, dając próbki o wydłużonych ziarnach kolumnowych, dużej gęstości i dużej wytrzymałości.
Wykorzystując spiekanie pod ciśnieniem gazu, można formować i spiekać produkty o różnych złożonych kształtach, dzięki czemu mają one szersze zastosowanie w porównaniu z ceramiką z azotku krzemu wytwarzaną innymi procesami.
Oprócz rurek ochronnych termopar, tygli do wytapiania metali, dysz rakietowych, ceramicznych narzędzi skrawających, kulek łożyskowych, pierścieni uszczelniających, pierścieni tocznych w przemyśle metalurgicznymi zbiorniki do przenoszenia stopionych metali, ceramika z azotku krzemu wytwarzana w procesie spiekania pod ciśnieniem gazu jest również szeroko stosowana w różnych elementach wysokotemperaturowych i poddawanych dużym naprężeniomIncceramiczne części silników turbinowychtakie jak łopaty stojana, łopaty wirnika i obudowy.
5. Metoda spiekania metodą izostatycznego prasowania na gorąco (HIP).
Prasowanie izostatyczne na gorąco polega na jednoczesnym zastosowaniu wysokiej temperatury i izotropowego gazu pod wysokim ciśnieniem na proszki, wypraski lub wstępnie spiekane bryły ceramiczne w celu uzyskania zagęszczenia spiekania.
Łącząc zalety prasowania na gorąco i spiekania bezciśnieniowego, prasowanie izostatyczne na gorąco może wytwarzać ceramikę z azotku krzemu o dużej gęstości i złożonych kształtach. Jednak ze względu na drogi sprzęt, złożone procesy produkcyjne i wysokie wymagania techniczne, wykorzystuje się go przede wszystkim do wytwarzania wysokiej klasy produktów z azotku krzemu, takich jakkulki łożyskowe z azotku krzemu.
Co więcej, ceramika z azotku krzemu przygotowana metodą prasowania izostatycznego na gorąco ma znaczny potencjał zastosowań w dziedzinach wymagających produktów o wysokiej wydajności, takich jakzastosowania mikrołożysk w detektorach podczerwieni.
XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO., LTD. jest renomowanym i niezawodnym dostawcą specjalizującym się w produkcji i sprzedaży technicznych części ceramicznych. Zapewniamy produkcję na zamówienie i precyzyjną obróbkę szerokiej gamy wysokowydajnych materiałów ceramicznych, w tym ceramika z tlenku glinu, ceramika cyrkonowa, azotek krzemu, węglik krzemu, azotek boru, azotek aluminium I ceramika szklana nadająca się do obróbki mechanicznej. Obecnie nasze części ceramiczne można znaleźć w wielu gałęziach przemysłu, takich jak mechaniczny, chemiczny, medyczny, półprzewodnikowy, samochodowy, elektroniczny, metalurgiczny itp. Naszą misją jest dostarczanie najwyższej jakości części ceramicznych użytkownikom na całym świecie i wielką przyjemnością jest oglądanie naszej ceramiki części działają wydajnie w specyficznych zastosowaniach klientów. Możemy współpracować zarówno przy produkcji prototypowej, jak i masowej, zapraszamy do kontaktu z nami, jeśli masz wymagania.
