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氮化硅工業陶瓷有哪些燒結方法

編輯:科眾工業陶瓷廠 日期:21-05-11 閱讀:143次

氮化物工業陶瓷燒結相對氧化物燒結麻煩一點,如氮化硅工業陶瓷在燒結中會與氧氣反應生產二氧化碳,所以如品質的氮化硅產品,一般要在氮氣的保護氣氛下燒結,氮化硅的燒結方式比較多,下面科眾陶瓷為大家介紹一下。1 ...

氮化物工業陶瓷燒結相對氧化物燒結麻煩一點,如氮化硅工業陶瓷在燒結中會與氧氣反應生產二氧化碳,所以如品質的氮化硅產品,一般要在氮氣的保護氣氛下燒結,氮化硅的燒結方式比較多,下面科眾陶瓷為大家介紹一下。


1)反應燒結(RS)

以氮化硅工業陶瓷為例,反應燒結氮化硅是把Si粉或Si粉與Si3N4粉的混合后,在1200度左右通過氮氣進行預氮化,之后加工成所需產品,后在1400度左右進行終氮化燒結,在此過程中不需添加助燒劑,因此高溫下材料強度不會明顯降低,同時反應氮化硅具有無收縮特性,可制備形狀復雜的產品,但因制品致密度低(70%-90%),存在大量氣孔,力學性能受到較大影響;


2)常壓燒結(PLS)

常壓燒結氮化硅是以高純、超細、高α相含量的氮化硅粉末與少量助燒劑混合,通過成形、燒結等工序制備而成。在燒結過程中,α相向液溶解,之后析出β-Si3N4晶核上變為β-Si3N4.這有利于燒結過程的進行。燒結時必須通入氮氣,以抑制Si3N4的高溫分解。常壓燒結可獲得形狀復雜、性能優良的陶瓷,其缺點是燒結收宿率較大,一般為16%-26%,易使制品開裂變形。


3)重燒結(PS)

將反應燒結的Si3N4燒結坯在助燒劑存在的情況下,置于氮化硅粉末中,在高溫下重燒結,得到致密的Si3N4制品。助燒劑可在硅粉球磨時引入,也可用浸漬的方法在反應燒結后浸漬加入。由于反應燒結過程中可預加工,在重燒結過程中的收縮僅有6%-10%,所以可制備形狀復雜、性能優良的部件。


氮化硅工業陶瓷有哪些燒結方法

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4)氣壓燒結(GPS)

氣壓燒結是把Si3N4壓坯在5-12MPa的氮氣中于1800-2100℃下進行燒結。由于氮氣壓力高,從而提高了Si3N4的分解溫度,有利于選用能形成高耐火度晶間相的助燒劑,來提高材料的高溫性能。氣壓燒結氮化硅工業陶瓷具有高韌性、高強度和好的耐磨性,可直接制取接近終形狀的各種復雜形狀制品,從而可大幅度降低成本和加工費用。而且其生產工藝接近于硬質合金生產工藝,適用于大規模生產。


5)熱壓燒結(HP)

把氮化硅粉末與助燒劑置于石墨模具中,在高溫下單向加壓燒結。由于外加壓力提高了燒結驅動力,加快了α→β轉變及致密化速度。熱壓法可得到致密度大于95%的高強氮化硅工業陶瓷,材料性能高,且制造周期短。但是這種方法只能制造形狀簡單的制品,對于形狀復雜的部件加工費用高,而且由于單向加壓,組織存在擇優取向,使性能在與熱壓面平行及垂直方向有差異。


氮化硅工業陶瓷有哪些燒結方法

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6)熱等靜壓法(HIP)

將氮化硅及助燒劑的混合物粉末封裝到金屬或玻璃包套中,抽真空后通過高壓氣體在高溫下燒結。常用的壓力為200MPa,溫度為2000℃。熱等靜壓氮化硅可達理論密度,但它工藝復雜,成本較高。近年來還發展了其他一些燒結和致密化工藝,如超高壓燒結、化學氣相沉積、爆炸成形等。


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