"Sitkeys" on parantunut! Kahdeksan vinkkiä piinitridikeramiikan karkaisuun- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

Tärkeänä keraamisena rakennemateriaalina Si ₃ N ₄ keramiikassa on hyvät mekaaniset ominaisuudet ja lämpöiskun kestävyys (kuumennettaessa yli 1000 ℃ ilmaan, se ei hajoa, vaikka se äkillisesti jäähtyisi tai kuumennettaisiin). Sen katsotaan olevan tällä hetkellä hyvä kokonaisvaltainen suorituskyky, ja sitä on käytetty laajalti metallurgiassa, ilmailussa, energiassa, koneissa, sotateollisuudessa, optiikassa, lasiteollisuudessa ja muilla aloilla.

Rajoitettu "yleinen keramiikan ongelma" - korkea hauraus

Si ₃ N ₄ on vahva kovalenttinen sidosyhdiste, jolla on korkea atomisidoslujuus ja hyvä kokonaisvaltainen suorituskyky. Lisäksi kovalenttisten sidosten suuntautumisesta ja kyllästymisestä johtuen Si:ssä on vähän liukujärjestelmiä ₃ N ₄ kovalenttisista sidoksista koostuva keramiikka, ja ne yleensä rikkoutuvat ennen liukumista, mikä johtaa Si:n merkittävään haurauteen ₃ N ₄ keramiikka.

Kuitenkin alhainen murtolujuus Si ₃ N ₄ keramiikka ja herkkyys paikallisille halkeamille materiaalin sisällä ovat tulleet Si:n kohtalokkaiksi puutteiksi ₃ N ₄ keramiikka, joka vaikuttaa vakavasti sen käyttöikään ja luotettavuuteen ja rajoittaa suuresti sen käyttöaluetta.

Vaikuttaako raaka-ainejauhe sen murtolujuuteen?

Si:n valmistusprosessista lähtien ₃ N ₄ keramiikka käyttää raaka-aineena pääasiassa jauhetta, puristuksen ja sintrauksen jälkeen saadaan tiivis keraaminen kappale. Siksi Si:n ominaisuudet ₃ N ₄ jauheella on tärkeä rooli sintrausprosessissa ja suorituskyvyssä. Si ₃ N ₄ jauhe sisältää pääasiassa kahta tyyppiä: α-Si ₃ N ₄ vaihe ja β-Si ₃ N ₄ Kun β-faasin pitoisuus jauheessa on > 30 til.%, käyttövoima laskee sintrausliukenemis- ja uudelleensaostumisvaiheessa ja piinitridikeramiikan tiivistymisprosessi estyy; ja keramiikan mikrorakenne koostuu pääosin hienommista tasaakselisista kiteistä, mikä ei auta saavuttamaan suurta murtolujuutta.

α-Si:n käyttö ₃ N ₄ koska alkuperäinen jauhe on suotuisampi korkean lujuuden ja sitkeyden Si:n valmistukseen ₃ N ₄ keramiikka, koska α-Si ₃ N ₄ muodostuu liukenemissaostusreaktiolla β-Si:n nestefaasisintrauksen aikana ₃ N ₄ ja myöhemmässä jyvän karkenemisvaiheessa β-Si:n anisotrooppinen kasvu ₃ N ₄ voi muodostaa itsestään kovettuvan mikrorakenteen, mikä parantaa Si:n tiheyttä ja sitkeyttä ₃ N ₄ keramiikka.

Happipitoisuuden suhteen sitkeys kasvaa, kun jauheen happipitoisuus pienenee. Tämä johtuu siitä, että käytettäessä jauheita, joiden pintahappipitoisuus on alhainen, sintraamisen aikana syntyy vähemmän nestefaasia, jolloin muodostuu vähemmän nukleaatiokohtia ja vähemmän ytimiä, ja kidemuoto muuttuu puoliaksiaalisesta aksiaaliseen. β-Si ₃ N ₄ on pitkien tankojen muodossa, korkeampi sivusuhde ja suurempi murtolujuus.

Lisäksi Si ₃ N ₄ korkeahiilipitoiset jauheet estävät piinitridin tiivistymisprosessia. Koska hiili reagoi piidioksidin (SiO ₂ ) Si:n pinnalla ₃ N ₄ jauhe CO:n ja SiO:n tuottamiseksi, nestefaasin muodostuminen estyy, mikä ei edistä Si:n tiivistymisprosessia ₃ N ₄ .

Siksi Si:n α-faasipitoisuus, happipitoisuus ja hiilipitoisuus ₃ N ₄ keraaminen raaka-ainejauhe vaikuttavat kaikki Si:n murtolujuuteen ₃ N ₄ sintrattu runko. Keskeiset tekijät korkean α:n valinnassa korkean murtolujuuden Si saavuttamiseksi ₃ N ₄ keramiikka ovat Si:n fyysinen faasi, alhainen happi, alhainen hiilipitoisuus ja sopiva ominaispinta-ala ₃ N ₄ jauhe.