Inzicht in het productieproces van siliciumnitride-keramiek- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

1. Voorbereiding van grondstoffen

De eerste stap in het productieproces van siliciumnitride-keramiek is de bereiding van grondstoffen. De belangrijkste grondstoffen die worden gebruikt bij de productie van siliciumnitride zijn siliciumpoeder (Si) en stikstof. Het siliciumpoeder wordt gemengd met een stikstofbron, doorgaans in de vorm van stikstofgas, om de siliciumnitrideverbinding (Si3N4) te vormen.

De kwaliteit en zuiverheid van de grondstoffen zijn cruciaal om ervoor te zorgen dat het eindproduct aan de vereiste specificaties voldoet. Het siliciumpoeder moet bijvoorbeeld een hoge zuiverheid hebben om verontreiniging tijdens het reactieproces tot een minimum te beperken. Bovendien spelen de deeltjesgrootte en verdeling van het poeder een belangrijke rol in de uiteindelijke eigenschappen van de siliciumnitride-keramiek.

2. Reactieverlijming en sinteren

Zodra de grondstoffen zijn voorbereid, is de volgende stap het sinterproces. Er zijn twee primaire methoden die worden gebruikt om siliciumnitride-keramiek te sinteren: drukloos sinteren en heetpersen.

Drukloos sinteren: dit proces omvat het verwarmen van de grondstoffen in een hogetemperatuuroven in aanwezigheid van stikstofgas. Het silicium reageert bij temperaturen rond de 1.600°C met de stikstof en vormt siliciumnitride (Si₃N₄). Door het sinterproces kunnen de deeltjes zich hechten en een dicht, duurzaam materiaal vormen. Het proces wordt "drukloos" genoemd omdat er tijdens het sinteren geen externe druk wordt uitgeoefend.

Heetpersen: Bij heetpersen worden tijdens het sinteren zowel warmte als druk op de grondstoffen uitgeoefend. Deze methode resulteert in een dichter, sterker materiaal vergeleken met drukloos sinteren. Het wordt doorgaans gebruikt voor toepassingen die een zeer hoge sterkte en nauwe toleranties vereisen.

3. Additieven en modificaties

Om de eigenschappen van te verbeteren siliciumnitride keramiek Tijdens het sinterproces kunnen verschillende additieven in het materiaal worden verwerkt. Deze additieven kunnen zeldzame aardoxides bevatten, die helpen de korrelstructuur onder controle te houden en de taaiheid van het materiaal te verbeteren. Sommige fabrikanten gebruiken ook reactieverbindingstechnieken, waarbij silicium wordt gemengd met andere elementen om een dicht materiaal te vormen zonder dat er druk of hoge temperaturen nodig zijn.

4. Behandelingen na het sinteren

Na het sinteren kan siliciumnitride-keramiek na het sinteren behandelingen ondergaan, zoals machinaal bewerken, slijpen en polijsten om de gewenste vorm en oppervlakteafwerking te bereiken. Deze behandelingen zijn essentieel voor het produceren van componenten die aan nauwkeurige specificaties voldoen, vooral voor industrieën als de lucht- en ruimtevaart en de elektronica.

In sommige gevallen kunnen aanvullende warmtebehandelingen worden toegepast om de eigenschappen van het materiaal te verbeteren, zoals het vergroten van de taaiheid of het verbeteren van de slijtvastheid. De behandelingen na het sinteren zijn cruciaal om ervoor te zorgen dat de siliciumnitride-keramiek optimaal presteert in de beoogde toepassingen.