La "Resistenza" è stata migliorata! Otto consigli per temprare le ceramiche al nitruro di silicio- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

Essendo un importante materiale ceramico strutturale, il Sì ₃ N ₄ la ceramica ha buone proprietà meccaniche e resistenza agli shock termici (riscaldata a più di 1000 ℃ in aria, non si romperà anche se viene improvvisamente raffreddata o riscaldata). Si ritiene che attualmente abbia buone prestazioni globali ed è stato ampiamente utilizzato nella metallurgia, nell'aerospaziale, nell'energia, nei macchinari, nell'industria militare, nell'ottica, nell'industria del vetro e in altri campi.

Limitato dal "problema comune della ceramica": elevata fragilità

Si ₃ N ₄ è un forte composto di legame covalente con elevata forza di legame atomico e buone prestazioni globali. Inoltre, a causa della direzionalità e della saturazione dei legami covalenti, nel Si sono presenti pochi sistemi di scorrimento ₃ N ₄ ceramiche composte da legami covalenti e di solito si rompono prima che si verifichi lo scivolamento, con conseguente significativa fragilità del Si ₃ N ₄ ceramica.

Tuttavia, la bassa tenacità alla frattura del Si ₃ N ₄ la ceramica e la sensibilità alle crepe locali all'interno del materiale sono diventate i difetti fatali del Si ₃ N ₄ ceramica, che ne pregiudicano seriamente la durata e l'affidabilità e ne limitano notevolmente il campo di applicazione.

La polvere della materia prima influisce sulla sua resistenza alla frattura?

Dal momento che il processo di preparazione di Si ₃ N ₄ la ceramica utilizza principalmente la polvere come materia prima, dopo pressatura e sinterizzazione si ottiene un corpo ceramico denso. Pertanto, le caratteristiche di Si ₃ N ₄ la polvere gioca un ruolo vitale nel processo di sinterizzazione e nelle prestazioni. Sì ₃ N ₄ la polvere comprende principalmente due tipi: α-Si ₃ N ₄ fase e β-Si ₃ N ₄ Quando il contenuto di fase β nella polvere è > 30 vol.%, la forza motrice diminuisce durante la fase di dissoluzione e riprecipitazione della sinterizzazione e il processo di densificazione della ceramica al nitruro di silicio viene inibito; e la microstruttura della ceramica è composta principalmente da cristalli equiassici più fini, il che non favorisce l'ottenimento di un'elevata tenacità alla frattura.

Utilizzando α-Si ₃ N ₄ poiché la polvere iniziale è più favorevole alla preparazione di Si ad alta resistenza e tenacità ₃ N ₄ ceramica perché α-Si ₃ N ₄ si forma mediante reazione di precipitazione di dissoluzione durante la sinterizzazione in fase liquida del β-Si ₃ N ₄ , e nella successiva fase di ingrossamento del grano, la crescita anisotropa di β-Si ₃ N ₄ può formare una microstruttura autoindurente, migliorando la densità e la tenacità del Si ₃ N ₄ ceramica.

In termini di contenuto di ossigeno, la tenacità aumenta al diminuire del contenuto di ossigeno della polvere. Questo perché quando si utilizzano polveri con un basso contenuto di ossigeno superficiale, durante la sinterizzazione viene prodotta meno fase liquida, con conseguente minor numero di siti di nucleazione e meno nuclei, e la forma del cristallo cambia da semiassiale ad assiale. β-Si ₃ N ₄ ha la forma di aste lunghe, con un rapporto d'aspetto più elevato e una maggiore resistenza alla frattura.

Inoltre, Si ₃ N ₄ le polveri ad alto contenuto di carbonio inibiscono il processo di densificazione del nitruro di silicio. Poiché il carbonio reagisce con il biossido di silicio (SiO ₂ ) sulla superficie del Si ₃ N ₄ polvere per generare CO e SiO, la formazione della fase liquida viene inibita, il che non favorisce il processo di densificazione del Si ₃ N ₄ .

Pertanto, il contenuto della fase α, il contenuto di ossigeno e il contenuto di carbonio nel Si ₃ N ₄ la polvere di materia prima ceramica influisce sulla tenacità alla frattura del Si ₃ N ₄ corpo sinterizzato. I fattori chiave per selezionare un α elevato per ottenere un Si ad elevata tenacità alla frattura ₃ N ₄ la ceramica è la fase fisica, a basso contenuto di ossigeno, a basso contenuto di carbonio e un'adeguata area superficiale specifica di Si ₃ N ₄ polvere.