Mikä on piinitridikeraaminen materiaali?

Piinitridi on tärkeä keraaminen rakennemateriaali. Se on erittäin kova materiaali, jolla on luontainen voitelevuus ja kulutuskestävyys. Se on atomikide ja antioksidantti korkeissa lämpötiloissa. Se kestää myös lämpöshokkia. Kun se kuumennetaan yli 1000 °C:seen ilmassa, se ei hajoa, vaikka se jäähdytetään tai kuumennetaan nopeasti. Juuri siksi, että piinitridikeramiikassa on niin hyviä ominaisuuksia, ihmiset käyttävät sitä usein mekaanisten osien, kuten laakereiden, kaasuturbiinien siipien, mekaanisten tiivisteiden ja muottiosien valmistukseen. Jos moottorin osien lämmityspintojen valmistukseen käytetään korkeita lämpötiloja ja kuumuutta kestävää piinitridikeramiikkaa, se ei voi ainoastaan ​​parantaa dieselmoottoreiden laatua ja säästää polttoainetta, vaan myös parantaa lämpötehokkuutta. Tämäntyyppisiä dieselmoottoreita on kehitetty Kiinassa, Yhdysvalloissa, Japanissa ja muissa maissa.

Piinitridikeraamisten tuotteiden valmistusprosessi koostuu yleensä raaka-aineiden prosessoinnista, jauhesynteesistä, jauhekäsittelystä, muovauksesta, raakakappaleiden käsittelystä, sintrauksesta ja keraamisen viherkappaleen käsittelystä.

Piinitridikeramiikan valmistusprosessityypit eroavat pääasiassa synteesin, muovauksen ja sintrauksen menetelmistä ja jaksoista.

Yleisiä keramiikan muovausmenetelmiä ovat kuivapuristus, teippivalu, ruiskupuristus jne. Kuivapuristus on laajalti käytetty muovausprosessi ja yksi yleisimmistä matkapuhelinten keraamisten takapaneelien muovausprosesseista. Xiaomi MIX -sarjan keraamiset takakuoret ovat kaikki kuivapuristetut. Tänään tarkastellaan lähemmin keraamisen kuivapuristusprosessia.

1. Kuivapuristus

Kuivapuristus, joka tunnetaan myös nimellä stanssaus, on yksi yleisesti käytetyistä muovausmenetelmistä. Kuivapuristus on prosessi, jossa jauhetaan, jolla on hyvä juoksevuus ja sopiva hiukkasluokitus rakeistuksen jälkeen metallimuotin onteloon ja kohdistetaan painetta painepään läpi. Paine Pää aiheuttaa siirtymän muotin ontelossa, välittää painetta ja järjestää uudelleen ja muuttaa muotoaan jauhehiukkaset muottipesässä ja tiivistyy sitten muodostaen lujuuden ja muotoisen keraamisen aihion.

2. Kuivapuristuksen prosessiperiaate ja vaikuttavat tekijät

1. Prosessin periaate

Kuivapuristuksen ydin on, että ulkoisen voiman vaikutuksesta hiukkaset ovat lähellä toisiaan muotissa ja hiukkaset ovat tiukasti kiinni sisäisen kitkan avulla muodon säilyttämiseksi. Tämä sisäinen kitka vaikuttaa ohueen liimakerrokseen lähellä toisiaan olevien hiukkasten ympärillä.

Paineen kasvaessa aihiot muuttavat muotoaan, liukuvat toisiaan vasten, rako pienenee, kosketus kasvaa vähitellen ja tarttuu toisiinsa. Kun hiukkaset tulevat lähemmäksi, kolloidimolekyylien ja hiukkasten välinen vuorovaikutus vahvistuu ja vihreä kappale on mekaaninen lujuus.

2. Vaikuttavat tekijät

Tärkeimmät kuivapuristukseen vaikuttavat tekijät ovat:

Jauheen ominaisuudet: hiukkaskoko, hiukkaskokojakauma, juoksevuus, vesipitoisuus jne.;

Liimojen ja voiteluaineiden valinta;

Muotin suunnittelu;

Puristusvoima, puristusmenetelmä, puristusnopeus ja pitoaika puristusprosessin aikana.

Yhteenvetona voidaan todeta, että jos aihion partikkelikoko on sopiva, sideainetta käytetään oikein ja puristusmenetelmä on kohtuullinen, voidaan myös kuivapuristusmenetelmällä saada suhteellisen ihanteellinen aihion tiheys.

Piinitridikeramiikka

Erittäin puhtaan piinitridijauheen kuumapuristusneste ei kutistu 1700 °C:ssa. Piinitridillä on kolme pääsintrausmenetelmää: reaktiosintraus, tavanomainen sintraus ja kuumapuristussintraus.

1. Reaktiosintraus

Se perustuu seuraavaan reaktioon: 3Si(s) 2N2(g)=Si3N4(s) Typpireaktio alkaa 1100°C:ssa ja lämpenee vähitellen 1420°C:een. Koko prosessi kestää useita CC-päiviä. Koska reaktio on eksoterminen, kuumennusnopeutta tulee valvoa huolellisesti. Yleensä tuote, joka saadaan pitämällä lämpimänä alle 1400 °C:ssa, on α- ja β-Si3N4:n seos, jonka huokoisuus on 15C30 %.

Piinitridikeramiikka

1. Reaktiosintraus

Edut: Lisäaineita ei sallita Ominaisuudet: Materiaalin lujuus ei heikkene merkittävästi korkeissa lämpötiloissa; Tuotteen koko ja muoto pysyvät ennallaan, ja monimutkaisia ​​muotoisia tuotteita voidaan valmistaa; Jos haluat hitsata kaksi osaa, yhdistä ne ja nitrida ne. Reaktiosintrauksessa tärkein tuotteen laatuun vaikuttava tekijä on reaktiolämpötilan hallinta. Kolmivaiheisen lämmitysmenetelmän jälkeen uunin lämpötila nostetaan piin sulamispisteen yläpuolelle, jota usein kutsutaan ylilämpötilanitridoimiseksi.