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氮化硅陶瓷材料的生產工藝及應用
發布時間:2019-11-18????來源:明睿陶瓷???作者:管理員

        氮化硅是一種重要的結構陶瓷材料。它是一種超硬物質,本身具有潤滑性,并且耐磨損,為原子晶體;高溫時抗氧化。而且它還能抵抗冷熱沖擊,在空氣中加熱到1000℃以上,急劇冷卻再急劇加熱,也不會碎裂。正是由于氮化硅陶瓷具有如此優異的特性,人們常常利用它來制造軸承、氣輪機葉片、機械密封環、永久性模具等機械構件。如果用耐高溫而且不易傳熱的氮化硅陶瓷來制造發動機部件的受熱面,不僅可以提高柴油機質量,節省燃料,而且能夠提高熱效率。我國及美國、日本等國家都已研制出了這種柴油機。

氮化硅陶瓷的生產工藝流程是什么樣的呢?

        制備氮化硅陶瓷制品的工藝流程一般由原料處理、粉體合成、粉料處理、成形、生坯處理,燒結和陶瓷體處理等環節組成。

        氮化硅陶瓷制備工藝的類型主要是按合成、成型和燒結的不同方法和次序區分的。

【氮化硅陶瓷成型工藝】

        陶瓷常用的成型方法有干壓、流延以及注射,其中干壓成型是應用最廣泛的一種成型工藝,也是手機陶瓷背板主流的成型工藝之一,小米MIX系列的陶瓷后蓋都是干壓成型的。今天,我們就來詳細了解一下陶瓷干壓成型工藝。

一、干壓成型

        干壓成型又稱模壓成型,是最常用的成型方法之一。干壓成型是將經過造粒后流動性好,顆粒級配合適的粉料,裝入金屬模腔內,通過壓頭施加壓力,壓頭在模腔內位移,傳遞壓力,使模腔內粉體顆粒重排變形而被壓實,形成具有一定強度和形狀的陶瓷素坯。
 

二、干壓成型的工藝原理和影響因素

1. 工藝原理

        干壓成型的實質是在外力作用下,顆粒在模具內相互靠近,并借助內摩擦力牢固地把各顆粒聯系起來,保持一定形狀。這種內摩擦力作用在相互靠近的顆粒外圍結合劑薄層上。

        隨著壓力增大,坯料將改變外形,相互滑動,間隙減少,逐步加大接觸,相互貼緊。由于顆粒進一步靠近,使膠體分子與顆粒間的作用力加強因而坯體具有一定的機械強度。

2.影響因素

       (1)、粉體性質:粒度、粒度分布、流動性、含水率等;

       (2)、粘結劑和潤滑劑的選擇;

       (3)模具設計;

       (4)壓制過程中壓制力、加壓方式、加壓速度與保壓時間。

        綜上,如果坯料顆粒級配合適,結合劑使用正確,加壓方式合理,干壓法也可以得到比較理想的坯體密度。
 

【氮化硅陶瓷燒結工藝】

       高純氮化硅粉在1700 C下熱壓液基本不發生收縮。氮化硅的燒結方 法主要有三種:反應燒結法,常規燒結法和熱壓燒結法。

最后和大家分享下氮化硅陶瓷的應用

        氮化硅陶瓷的應用初期主要用在機械、冶金、化工、航空、半導體等工業上,作某些設備或產品的零部件,取得了很好的預期效果。近年來,隨著制造工藝和測試分析技術的發展,氮化硅陶瓷制品的可靠性不斷提高,因此應用面在不斷擴大。特別值得贊賞的是,正在研制氮化硅陶瓷發動機,并且已經取得了很大的進展,這在科學技術上成為舉世矚目的大事。

        1、在冶金工業上制成坩堝、馬弗爐爐膛、燃燒嘴、發熱體夾具、鑄模、鋁液導管、熱電偶測溫保護套管、鋁電解槽襯里等熱工設備上的部件。

        2、在機械工業上制成高速車刀、軸承、金屬部件熱處理的支承件、轉子發動機刮片、燃氣輪機的導向葉片和渦輪葉片等。

        3、在化學工業上制成球閥、泵體、密封環、過濾器、熱交換器部件、固定化觸媒載體、燃燒舟、蒸發皿等。

        4、在半導體、航空、原子能等工業上用于制造開關電路基片、薄膜電容器、承受高溫或溫度劇變的電絕緣體、雷達天線罩、導彈尾噴管、原子反應堆中的支承件和隔離件、核裂變物質的載體等。

        5、在醫學工程上可以制成人工關節。
 

        6、正在研制的氮化硅質的全陶瓷發動機代替同類型金屬發動機。


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