"Sejhed" er blevet forbedret! Otte tips til at hærde siliciumnitridkeramik- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

Som et vigtigt strukturelt keramisk materiale er Si ₃ N ₄ keramik har gode mekaniske egenskaber og termisk stødmodstand (opvarmet til mere end 1000 ℃ i luft, det vil ikke gå i stykker, selvom det pludselig afkøles eller opvarmes). Det anses for at have en god omfattende ydeevne på nuværende tidspunkt og er blevet meget brugt inden for metallurgi, rumfart, energi, maskiner, militærindustri, optik, glasindustri og andre områder.

Begrænset af det "fælles problem med keramik" - høj skørhed

Si ₃ N ₄ er en stærk kovalent bindingsforbindelse med høj atombindingsstyrke og god omfattende ydeevne. På grund af retningsbestemmelsen og mætning af kovalente bindinger er der desuden få slipsystemer i Si ₃ N ₄ keramik sammensat af kovalente bindinger, og de går normalt i stykker, før der sker glidning, hvilket resulterer i betydelig skørhed af Si ₃ N ₄ keramik.

Den lave brudsejhed af Si ₃ N ₄ keramik og følsomheden over for lokale revner inde i materialet er blevet de fatale mangler ved Si ₃ N ₄ keramik, som alvorligt påvirker dets levetid og pålidelighed og begrænser dets anvendelsesområde i høj grad.

Påvirker råvarepulveret dets brudsejhed?

Siden fremstillingsprocessen af Si ₃ N ₄ keramik bruger hovedsageligt pulver som råmateriale, en tæt keramisk krop opnås efter presning og sintring. Derfor er egenskaberne ved Si ₃ N ₄ pulver spiller en afgørende rolle i sintringsprocessen og ydeevnen. Si ₃ N ₄ pulver omfatter hovedsageligt to typer: α-Si ₃ N ₄ fase og β-Si ₃ N ₄ Når β-faseindholdet i pulveret er >30 vol.%, falder drivkraften under sintringsopløsnings- og genudfældningsstadiet, og fortætningsprocessen af siliciumnitridkeramik hæmmes; og keramikkens mikrostruktur er hovedsageligt sammensat af finere ligeaksede krystaller, hvilket ikke er befordrende for at opnå høj brudsejhed.

Brug af α-Si ₃ N ₄ da det oprindelige pulver er mere befordrende for fremstillingen af højstyrke og sejhed Si ₃ N ₄ keramik, fordi α-Si ₃ N ₄ dannes ved opløsningsfældningsreaktion under væskefasesintring β-Si ₃ N ₄ og i det efterfølgende korngrovningsstadie, den anisotrope vækst af β-Si ₃ N ₄ kan danne en selvhærdende mikrostruktur, hvilket forbedrer tætheden og sejheden af Si ₃ N ₄ keramik.

Med hensyn til iltindhold stiger sejheden, når iltindholdet i pulveret falder. Dette skyldes, at når der anvendes pulvere med lavt iltindhold på overfladen, produceres der mindre flydende fase under sintringen, hvilket resulterer i færre nukleationssteder og færre kerner, og krystalformen ændres fra semiaksial til aksial. p-Si ₃ N ₄ er i form af lange stænger, med et højere aspektforhold og højere brudsejhed.

Desuden Si ₃ N ₄ pulvere med højt kulstofindhold vil hæmme fortætningsprocessen af siliciumnitrid. Fordi kulstof reagerer med siliciumdioxid (SiO ₂ ) på overfladen af Si ₃ N ₄ pulver til at generere CO og SiO, hæmmes dannelsen af væskefasen, hvilket ikke er befordrende for fortætningsprocessen af Si ₃ N ₄ .

Derfor er α-faseindholdet, oxygenindholdet og kulstofindholdet i Si ₃ N ₄ keramisk råmaterialepulver påvirker alle brudsejheden af Si ₃ N ₄ sintrede krop. Nøglefaktorerne for at vælge høj α for at opnå høj brudsejhed Si ₃ N ₄ keramik er den fysiske fase, lavt oxygenindhold, lavt kulstofindhold og passende specifikt overfladeareal af Si ₃ N ₄ pulver.