Zrozumienie procesu produkcyjnego ceramiki z azotku krzemu- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

1. Przygotowanie surowca

Pierwszym krokiem w procesie produkcji ceramiki z azotku krzemu jest przygotowanie surowców. Podstawowymi surowcami używanymi do produkcji azotku krzemu są proszek krzemu (Si) i azot. Proszek krzemu miesza się ze źródłem azotu, zazwyczaj w postaci gazowego azotu, z wytworzeniem związku azotku krzemu (Si₃N₄).

Jakość i czystość surowców ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia, że produkt końcowy spełnia wymagane specyfikacje. Na przykład proszek krzemowy musi mieć wysoką czystość, aby zminimalizować zanieczyszczenie podczas procesu reakcji. Dodatkowo wielkość cząstek i rozkład proszku odgrywają znaczącą rolę w końcowych właściwościach ceramiki z azotku krzemu.

2. Klejenie reakcyjne i spiekanie

Po przygotowaniu surowców kolejnym krokiem jest proces spiekania. Istnieją dwie podstawowe metody spiekania ceramiki z azotku krzemu: spiekanie bezciśnieniowe i prasowanie na gorąco.

Spiekanie bezciśnieniowe: Proces ten polega na ogrzewaniu surowców w piecu wysokotemperaturowym w obecności gazowego azotu. Krzem reaguje z azotem w temperaturze około 1600°C, tworząc azotek krzemu (Si₃N₄). Proces spiekania pozwala cząstkom łączyć się i tworzyć gęsty, trwały materiał. Proces ten nazywany jest „bezciśnieniowym”, ponieważ podczas spiekania nie jest stosowane żadne ciśnienie zewnętrzne.

Prasowanie na gorąco: Podczas prasowania na gorąco podczas spiekania na surowce przykładane jest ciepło i ciśnienie. Metoda ta pozwala uzyskać gęstszy i mocniejszy materiał w porównaniu ze spiekaniem bezciśnieniowym. Jest zwykle używany do zastosowań wymagających bardzo dużej wytrzymałości i wąskich tolerancji.

3. Dodatki i modyfikacje

Aby poprawić właściwości ceramika z azotku krzemu Podczas procesu spiekania do materiału można dodawać różne dodatki. Dodatki te mogą obejmować tlenki metali ziem rzadkich, które pomagają kontrolować strukturę ziaren i zwiększają wytrzymałość materiału. Niektórzy producenci mogą również stosować techniki łączenia reakcyjnego, w których krzem miesza się z innymi pierwiastkami, tworząc gęsty materiał bez konieczności stosowania ciśnienia lub wysokich temperatur.

4. Obróbka pospiekaniowa

Po spiekaniu ceramikę z azotku krzemu można poddać obróbce po spiekaniu, takiej jak obróbka skrawaniem, szlifowanie i polerowanie, aby uzyskać pożądany kształt i wykończenie powierzchni. Obróbki te są niezbędne do produkcji komponentów spełniających dokładne specyfikacje, szczególnie w branżach takich jak przemysł lotniczy i elektroniczny.

W niektórych przypadkach można zastosować dodatkową obróbkę cieplną w celu poprawy właściwości materiału, np. zwiększenia jego wytrzymałości lub poprawy odporności na zużycie. Obróbka po spiekaniu ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia optymalnego działania ceramiki z azotku krzemu w zamierzonych zastosowaniach.