Aplicaciones de las cerámicas de nitruro de silicio con diferentes procesos de sinterización
Actualmente,cerámica de nitruro de silicioutilizados en diversos campos se preparan principalmente mediante sinterización por reacción, sinterización por prensado en caliente, sinterización sin presión, sinterización por presión de gas y sinterización por prensado isostático en caliente. Los diferentes procesos de sinterización producen cerámicas de nitruro de silicio con ciertas diferencias en el rendimiento, que generalmente se aplican en diferentes componentes estructurales de alta temperatura, componentes resistentes al desgaste o componentes resistentes a la corrosión.
1. Método de sinterización por reacción
La sinterización por reacción implica la reacción química entre las fases sólida, líquida y gaseosa de cuerpos compactos de materia prima a una determinada temperatura, lo que da como resultado la densificación y la síntesis de composiciones específicas para obtener el cuerpo sinterizado deseado.
En este proceso, el polvo de silicio de alta pureza se mezcla con un aglutinante, se le dan formas y luego se somete a una atmósfera de N2 o se sumerge en silicio fundido, lo que permite que el silicio, el gas nitrógeno o el silicio fundido en el cuerpo reaccionen y produzcan productos de nitruro de silicio. . Las cerámicas de nitruro de silicio producidas por sinterización por reacción son comunes en el campo de los materiales refractarios y se utilizan principalmente paraFabricación de tubos de protección para termopares, crisoles para fundición de metales y boquillas para cohetes..
2. Método de sinterización por prensado en caliente
El polvo de nitruro de silicio se mezcla con varios óxidos (como MgO, Al2O3, CeO2, etc.) como aditivos de sinterización. La sinterización se lleva a cabo a temperaturas superiores a 1600°C bajo ciertas presiones, un proceso conocido como sinterización por prensado en caliente.
La ventaja de la sinterización por prensado en caliente es que las propiedades mecánicas de las cerámicas de Si3N4 preparadas mediante este método son superiores a las sinterizadas mediante otros métodos, exhibiendo mayor dureza, resistencia y tenacidad. Se utiliza comúnmente para producir herramientas de corte de cerámica.
Sin embargo, la sinterización por prensado en caliente también tiene desventajas como altos costos de producción, requisitos complejos de equipos de sinterización y la presencia de propiedades anisotrópicas debido a la presión uniaxial durante la sinterización.
3. Método de sinterización sin presión
La sinterización sin presión implica el uso de α-Si3N4 como materia prima bajo presión atmosférica estándar, agregando una cierta cantidad de coadyuvantes de sinterización para la sinterización en fase líquida. Durante la sinterización, α-Si3N4 se transforma en β-Si3N4 y la estructura de los granos de nitruro de silicio cambia de cristales equiaxiales a cristales columnares, mejorando así las propiedades de las muestras.La ventaja de la sinterización sin presión es su proceso de preparación relativamente simple y su menor costo, lo que da como resultado cerámicas de nitruro de silicio de alto rendimiento. Sin embargo, el inconveniente es que las muestras pueden experimentar una contracción significativa después de la sinterización, lo que provoca grietas y deformaciones.
Las cerámicas de nitruro de silicio preparadas mediante sinterización sin presión se utilizan ampliamente enla producción de anillos de obturación, anillos de rodillos en la industria metalúrgica, recipientes para transportar metales fundidos y artesas.
4. Método de sinterización a presión de gas.
La sinterización por presión de gas se realiza normalmente a presiones de 1 a 10 MPa y temperaturas de alrededor de 2000 °C, ligeramente más altas que otros métodos de sinterización. Incluso con menos aditivos de sinterización, este método puede promover el crecimiento de granos de Si3N4, lo que da como resultado muestras con granos columnares alargados, alta densidad y alta resistencia.
Utilizando la sinterización a presión de gas, se pueden formar y sinterizar productos con diversas formas complejas, lo que tiene aplicaciones más amplias en comparación con las cerámicas de nitruro de silicio preparadas mediante otros procesos.
Además de tubos de protección para termopares, crisoles para la fundición de metales, toberas para cohetes, herramientas de corte de cerámica, bolas de rodamiento, anillos de obturación y anillos de rodillos. en la industria metalúrgica, y recipientes para transportar metales fundidos, las cerámicas de nitruro de silicio producidas mediante sinterización a presión de gas también se utilizan ampliamente en diversos componentes de alta temperatura y alta tensión.iCarolina del Nortepiezas de motor de turbina eramica, como palas de estator, palas de rotor y carcasas.
5. Método de sinterización por prensado isostático en caliente (HIP)
El prensado isostático en caliente implica la aplicación simultánea de gas isotrópico a alta temperatura y alta presión a polvos cerámicos, compactos o cuerpos presinterizados para lograr la densificación de la sinterización.
Combinando las ventajas del prensado en caliente y la sinterización sin presión, el prensado isostático en caliente puede producir cerámicas de nitruro de silicio con alta densidad y formas complejas. Sin embargo, debido a los costosos equipos, los complejos procesos de producción y los altos requisitos técnicos, se utiliza principalmente para fabricar productos de nitruro de silicio de alta gama, comobolas de rodamiento de nitruro de silicio.
Además, las cerámicas de nitruro de silicio preparadas mediante prensado isostático en caliente tienen importantes aplicaciones potenciales en campos que exigen productos de alto rendimiento, comoAplicaciones de microrodamientos en detectores de infrarrojos..
XIAMEN MASCERA TECNOLOGÍA CO., LTD. es un proveedor confiable y de buena reputación que se especializa en la fabricación y venta de piezas cerámicas técnicas. Ofrecemos producción personalizada y mecanizado de alta precisión para una amplia serie de materiales cerámicos de alto rendimiento, incluidos cerámica de alúmina, cerámica de circonio, Nitrido de silicona, carburo de silicio, nitruro de boro, nitruro de aluminio y vitrocerámica mecanizable. Actualmente, nuestras piezas cerámicas se pueden encontrar en muchas industrias como la mecánica, química, médica, de semiconductores, de vehículos, electrónica, metalúrgica, etc. Nuestra misión es proporcionar piezas cerámicas de la mejor calidad para usuarios globales y es un gran placer ver nuestras piezas cerámicas. Las piezas funcionan eficientemente en las aplicaciones específicas de los clientes. Podemos cooperar tanto en prototipos como en producción en masa, bienvenido a contactarnos si tiene alguna demanda.
