Tillämpningar av kiselnitridkeramik med olika sintringsprocesser
För närvarande,kiselnitridkeramiksom används inom olika områden framställs främst genom reaktionssintring, varmpressningssintring, trycklös sintring, gastrycksintring och varmisostatisk presssintring. Olika sintringsprocesser ger kiselnitridkeramik med vissa skillnader i prestanda, vanligtvis applicerade i olika högtemperaturstrukturkomponenter, slitstarka komponenter eller korrosionsbeständiga komponenter.
1、Reaktionssintringsmetod
Reaktionssintring involverar den kemiska reaktionen mellan fasta, flytande och gasformiga faser av kompakta råmaterialkroppar vid en viss temperatur, vilket resulterar i förtätning och syntes av specificerade kompositioner för att erhålla den önskade sintrade kroppen.
I denna process blandas högrent kiselpulver med ett bindemedel, formas till former och utsätts sedan för N2-atmosfär eller nedsänks i smält kisel, vilket gör att kisel eller kvävgas eller smält kisel i kroppen kan reagera och producera kiselnitridprodukter . Kiselnitridkeramer framställda genom reaktionssintring är vanliga inom området eldfasta material, främst förtillverkning av termoelementskyddsrör, deglar för metallsmältning och raketmunstycken.
2、Varmpressande sintringsmetod
Kiselnitridpulver blandas med olika oxider (som MgO, Al2O3, CeO2, etc.) som sintringstillsatser. Sintring utförs vid temperaturer över 1600°C under vissa tryck, en process som kallas varmpressningssintring.
Fördelen med varmpressningssintring är att de mekaniska egenskaperna hos Si3N4-keramer framställda med denna metod är överlägsna de som sintras med andra metoder, och uppvisar högre hårdhet, styrka och seghet. Det används vanligtvis för att producera keramiska skärverktyg.
Emellertid har varmpressningssintring också nackdelar såsom höga produktionskostnader, komplexa krav på sintringsutrustning och närvaron av anisotropa egenskaper på grund av enaxligt tryck under sintring.
3、Trycklös sintringsmetod
Trycklös sintring innebär att man använder α-Si3N4 som råmaterial under standardatmosfärstryck, och man lägger till en viss mängd sintringshjälpmedel för sintring i vätskefas. Under sintring omvandlas α-Si3N4 till β-Si3N4, och strukturen hos kiselnitridkorn ändras från likaxliga kristaller till kolumnformade kristaller, vilket förbättrar egenskaperna hos proverna.Fördelen med trycklös sintring är dess relativt enkla beredningsprocess och lägre kostnad, vilket resulterar i högpresterande kiselnitridkeramik. Emellertid är nackdelen att proverna kan uppleva betydande krympning efter sintring, vilket leder till sprickbildning och deformation.
Kiselnitridkeramik framställd genom trycklös sintring används ofta itillverkning av tätningsringar, rullringar inom metallurgisk industri, kärl för transport av smält metall och tråg.
4、Gastrycksintringsmetod
Gastrycksintring utförs vanligtvis vid tryck på 1 till 10 MPa och temperaturer runt 2000°C, något högre än andra sintringsmetoder. Även med färre sintringstillsatser kan denna metod främja tillväxten av Si3N4-korn, vilket resulterar i prover med långsträckta kolumnformiga korn, hög densitet och hög hållfasthet.
Med hjälp av gastrycksintring kan produkter med olika komplexa former formas och sintras, och därmed ha bredare tillämpningar jämfört med kiselnitridkeramer framställda genom andra processer.
Förutom termoelementskyddsrör, deglar för metallsmältning, raketmunstycken, keramiska skärverktyg, lagerkulor, tätningsringar, rullringar inom den metallurgiska industrin, och kärl för att transportera smälta metaller, kiselnitridkeramik framställd genom gastrycksintring används också i stor utsträckning i olika högtemperatur- och högspänningskomponenterinceramiska turbinmotordelar, såsom statorblad, rotorblad och höljen.
5、Hot Isostatic Pressing (HIP) sintringsmetod
Varm isostatisk pressning innebär samtidig applicering av hög temperatur och isotrop högtrycksgas på keramiska pulver, presskroppar eller försintrade kroppar för att uppnå sintringsförtätning.
Genom att kombinera fördelarna med varmpressning och trycklös sintring kan varm isostatisk pressning producera kiselnitridkeramik med hög densitet och komplexa former. Men på grund av dyr utrustning, komplexa produktionsprocesser och höga tekniska krav, används den främst för tillverkning av avancerade kiselnitridprodukter, som t.ex.lagerkulor av kiselnitrid.
Dessutom har kiselnitridkeramer framställda genom varm isostatisk pressning betydande potentiella tillämpningar inom områden som kräver högpresterande produkter, som t.ex.mikrolagerapplikationer i infraröda detektorer.
XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO., LTD. är en ansedd och pålitlig leverantör specialiserad på tillverkning och försäljning av tekniska keramiska delar. Vi tillhandahåller skräddarsydd produktion och högprecisionsbearbetning för en bred serie av högpresterande keramiska material inklusive aluminiumoxid keramik, zirkonium keramik, kiselnitrid, kiselkarbid, bornitrid, aluminiumnitrid och bearbetbar glaskeramik. För närvarande kan våra keramiska delar hittas i många industrier som mekanisk, kemisk, medicinsk, halvledare, fordon, elektronik, metallurgi etc. Vårt uppdrag är att tillhandahålla keramiska delar av bästa kvalitet för globala användare och det är ett stort nöje att se vår keramik delar fungerar effektivt i kundernas specifika applikationer. Vi kan samarbeta om både prototyp och massproduktion, välkommen att kontakta oss om du har önskemål.
