„Zähigkeit“ wurde verbessert! Acht Tipps zum Härten von Siliziumnitridkeramik- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

Als wichtiges strukturelles Keramikmaterial ist Si ₃ N ₄ Keramik hat gute mechanische Eigenschaften und eine gute Temperaturwechselbeständigkeit (bei Erhitzung auf mehr als 1000 °C an der Luft zerbricht sie nicht, selbst wenn sie plötzlich abgekühlt oder erhitzt wird). Derzeit wird davon ausgegangen, dass es eine gute Gesamtleistung aufweist, und es wird häufig in der Metallurgie, Luft- und Raumfahrt, Energie, Maschinenbau, Militärindustrie, Optik, Glasindustrie und anderen Bereichen eingesetzt.

Eingeschränkt durch das „allgemeine Problem der Keramik“ – hohe Sprödigkeit

Si ₃ N ₄ ist eine starke kovalente Bindungsverbindung mit hoher Atombindungsstärke und guter Gesamtleistung. Darüber hinaus gibt es aufgrund der Direktionalität und Sättigung kovalenter Bindungen in Si nur wenige Gleitsysteme ₃ N ₄ Keramik besteht aus kovalenten Bindungen und bricht normalerweise, bevor es zum Gleiten kommt, was zu einer erheblichen Sprödigkeit von Si führt ₃ N ₄ Keramik.

Allerdings ist die Bruchzähigkeit von Si gering ₃ N ₄ Keramik und die Empfindlichkeit gegenüber lokalen Rissen im Inneren des Materials sind zu den fatalen Mängeln von Si geworden ₃ N ₄ Keramik, die ihre Lebensdauer und Zuverlässigkeit stark beeinträchtigt und ihren Einsatzbereich stark einschränkt.

Beeinflusst das Rohstoffpulver seine Bruchzähigkeit?

Da der Herstellungsprozess von Si ₃ N ₄ Keramik verwendet hauptsächlich Pulver als Rohmaterial, nach dem Pressen und Sintern entsteht ein dichter Keramikkörper. Daher sind die Eigenschaften von Si ₃ N ₄ Pulver spielen eine entscheidende Rolle im Sinterprozess und in der Leistung. Si ₃ N ₄ Pulver umfasst hauptsächlich zwei Arten: α-Si ₃ N ₄ Phase und β-Si ₃ N ₄ Wenn der β-Phasengehalt im Pulver > 30 Vol.-% beträgt, nimmt die Antriebskraft während der Sinterauflösungs- und Wiederausfällungsphase ab und der Verdichtungsprozess der Siliziumnitridkeramik wird gehemmt; und die Mikrostruktur der Keramik besteht hauptsächlich aus feineren gleichachsigen Kristallen, was der Erzielung einer hohen Bruchzähigkeit nicht förderlich ist.

Verwendung von α-Si ₃ N ₄ da das Ausgangspulver besser zur Herstellung von hochfestem und zähem Si geeignet ist ₃ N ₄ Keramik, weil α-Si ₃ N ₄ entsteht durch Auflösungsfällungsreaktion während der Flüssigphasensinterung von β-Si ₃ N ₄ und in der anschließenden Kornvergröberungsstufe das anisotrope Wachstum von β-Si ₃ N ₄ kann eine selbsthärtende Mikrostruktur bilden und so die Dichte und Zähigkeit von Si verbessern ₃ N ₄ Keramik.

Bezogen auf den Sauerstoffgehalt steigt die Zähigkeit mit abnehmendem Sauerstoffgehalt des Pulvers. Dies liegt daran, dass bei der Verwendung von Pulvern mit niedrigem Oberflächensauerstoffgehalt beim Sintern weniger flüssige Phase entsteht, was zu weniger Keimbildungsstellen und Keimen führt und sich die Kristallform von halbaxial zu axial ändert. β-Si ₃ N ₄ liegt in Form langer Stäbe vor, mit einem höheren Aspektverhältnis und höherer Bruchzähigkeit.

Darüber hinaus Si ₃ N ₄ Pulver mit hohem Kohlenstoffgehalt hemmen den Verdichtungsprozess von Siliziumnitrid. Weil Kohlenstoff mit Siliziumdioxid (SiO) reagiert ₂ ) auf der Oberfläche von Si ₃ N ₄ Pulver zur Erzeugung von CO und SiO wird die Bildung der flüssigen Phase gehemmt, was dem Verdichtungsprozess von Si nicht förderlich ist ₃ N ₄ .

Daher sind der α-Phasengehalt, der Sauerstoffgehalt und der Kohlenstoffgehalt im Si unterschiedlich ₃ N ₄ Keramikrohstoffpulver beeinflussen alle die Bruchzähigkeit des Si ₃ N ₄ Sinterkörper. Die Schlüsselfaktoren für die Auswahl eines hohen α, um eine hohe Bruchzähigkeit von Si zu erhalten ₃ N ₄ Keramik ist die physikalische Phase von Si mit niedrigem Sauerstoffgehalt, niedrigem Kohlenstoffgehalt und angemessener spezifischer Oberfläche ₃ N ₄ Pulver.