„Wytrzymałość” została poprawiona! Osiem końcówek do hartowania ceramiki z azotku krzemu- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

Jako ważny konstrukcyjny materiał ceramiczny, Si ₃ N ₄ ceramika ma dobre właściwości mechaniczne i odporność na szok termiczny (podgrzana do ponad 1000℃ w powietrzu nie pęka nawet przy gwałtownym ochłodzeniu lub podgrzaniu). Obecnie uważa się, że ma dobre wszechstronne działanie i jest szeroko stosowany w metalurgii, przemyśle lotniczym, energetyce, maszynach, przemyśle wojskowym, optyce, przemyśle szklarskim i innych dziedzinach.

Ograniczone przez „wspólny problem ceramiki” - dużą kruchość

Si ₃ N ₄ jest silnym związkiem o wiązaniu kowalencyjnym o wysokiej sile wiązania atomowego i dobrej wszechstronnej wydajności. Ponadto, ze względu na kierunkowość i nasycenie wiązań kowalencyjnych, w Si występuje niewiele systemów poślizgu ₃ N ₄ ceramika zbudowana z wiązań kowalencyjnych i zwykle pęka zanim nastąpi poślizg, co powoduje znaczną kruchość Si ₃ N ₄ ceramika.

Jednak niska odporność na pękanie Si ₃ N ₄ ceramika i wrażliwość na lokalne pęknięcia wewnątrz materiału stały się fatalnymi wadami Si ₃ N ₄ ceramiki, co poważnie wpływa na jej żywotność i niezawodność oraz znacznie ogranicza zakres jej zastosowania.

Czy proszek surowca wpływa na jego odporność na pękanie?

Od czasu procesu przygotowania Si ₃ N ₄ ceramika jako surowiec wykorzystuje głównie proszek, po sprasowaniu i spiekaniu uzyskuje się gęstą bryłę ceramiczną. Dlatego charakterystyka Si ₃ N ₄ proszek odgrywa istotną rolę w procesie spiekania i wydajności. Si ₃ N ₄ proszek obejmuje głównie dwa typy: α-Si ₃ N ₄ faza i β-Si ₃ N ₄ Gdy zawartość fazy β w proszku wynosi >30% obj., siła napędowa maleje podczas etapu rozpuszczania i ponownego wytrącania podczas spiekania, a proces zagęszczania ceramiki z azotku krzemu zostaje zahamowany; a mikrostruktura ceramiki składa się głównie z drobniejszych, równoosiowych kryształów, co nie sprzyja uzyskaniu wysokiej odporności na pękanie.

Stosowanie α-Si ₃ N ₄ ponieważ początkowy proszek bardziej sprzyja przygotowaniu Si o wysokiej wytrzymałości i wytrzymałości ₃ N ₄ ceramika, ponieważ α-Si ₃ N ₄ powstaje w wyniku reakcji wytrącania rozpuszczania podczas spiekania w fazie ciekłej β-Si ₃ N ₄ , a w kolejnym etapie gruboziarnistości ziarna anizotropowy wzrost β-Si ₃ N ₄ może tworzyć samoutwardzalną mikrostrukturę, poprawiającą gęstość i wytrzymałość Si ₃ N ₄ ceramika.

Jeśli chodzi o zawartość tlenu, wytrzymałość wzrasta wraz ze spadkiem zawartości tlenu w proszku. Dzieje się tak dlatego, że w przypadku stosowania proszków o niskiej zawartości tlenu na powierzchni podczas spiekania powstaje mniej fazy ciekłej, co skutkuje mniejszą liczbą miejsc zarodkowania i mniejszą liczbą zarodków, a forma kryształu zmienia się z półosiowej na osiową. β-Si ₃ N ₄ ma postać długich prętów, o większym wydłużeniu i wyższej odporności na pękanie.

Poza tym Si ₃ N ₄ proszki o wysokiej zawartości węgla będą hamować proces zagęszczania azotku krzemu. Ponieważ węgiel reaguje z dwutlenkiem krzemu (SiO ₂ ) na powierzchni Si ₃ N ₄ proszku do generowania CO i SiO, hamowane jest tworzenie się fazy ciekłej, co nie sprzyja procesowi zagęszczania Si ₃ N ₄ .

Dlatego zawartość fazy α, zawartość tlenu i zawartość węgla w Si ₃ N ₄ proszek surowca ceramicznego wpływa na odporność Si na pękanie ₃ N ₄ spiekany korpus. Kluczowe czynniki wyboru wysokiego α w celu uzyskania wysokiej odporności na pękanie Si ₃ N ₄ ceramika to faza fizyczna, niska zawartość tlenu, niska zawartość węgla i odpowiednia powierzchnia właściwa Si ₃ N ₄ proszek.