آشنایی با فرآیند تولید سرامیک نیترید سیلیکون- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

1. آماده سازی مواد خام

اولین مرحله در فرآیند تولید سرامیک نیترید سیلیکون، تهیه مواد اولیه است. مواد اولیه اولیه مورد استفاده در تولید نیترید سیلیکون پودر سیلیکون (Si) و نیتروژن است. پودر سیلیکون با یک منبع نیتروژن، معمولاً به شکل گاز نیتروژن، مخلوط می شود تا ترکیب نیترید سیلیکون (Si3N4) را تشکیل دهد.

کیفیت و خلوص مواد اولیه برای اطمینان از اینکه محصول نهایی با مشخصات مورد نیاز مطابقت دارد، بسیار مهم است. به عنوان مثال، پودر سیلیکون باید خلوص بالایی داشته باشد تا آلودگی در طول فرآیند واکنش به حداقل برسد. علاوه بر این، اندازه ذرات و توزیع پودر نقش مهمی در خواص نهایی سرامیک نیترید سیلیکون دارد.

2. واکنش پیوند و تف جوشی

پس از آماده شدن مواد اولیه، مرحله بعدی فرآیند پخت است. دو روش اصلی برای پخت سرامیک نیترید سیلیکون استفاده می شود: تف جوشی بدون فشار و پرس گرم.

تف جوشی بدون فشار: این فرآیند شامل حرارت دادن مواد خام در یک کوره با دمای بالا در حضور گاز نیتروژن است. سیلیکون با نیتروژن در دمای حدود 1600 درجه سانتیگراد واکنش می دهد تا نیترید سیلیکون (Si3N4) را تشکیل دهد. فرآیند تف جوشی به ذرات اجازه می دهد تا باند شوند و یک ماده متراکم و بادوام را تشکیل دهند. این فرآیند "بدون فشار" نامیده می شود زیرا هیچ فشار خارجی در طول پخت اعمال نمی شود.

پرس گرم: در پرس گرم، در حین تف جوشی، هم گرما و هم فشار به مواد اولیه وارد می شود. این روش منجر به یک ماده متراکم تر و قوی تر در مقایسه با پخت بدون فشار می شود. معمولاً برای کاربردهایی استفاده می شود که به استحکام بسیار بالا و تحمل سخت نیاز دارند.

3. افزودنی ها و اصلاحات

برای بهبود خواص سرامیک نیترید سیلیکون ممکن است مواد افزودنی مختلفی در طول فرآیند تف جوشی به مواد اضافه شوند. این افزودنی ها می توانند شامل اکسیدهای خاکی کمیاب باشند که به کنترل ساختار دانه و افزایش چقرمگی مواد کمک می کند. برخی از تولیدکنندگان ممکن است از تکنیک‌های پیوند واکنشی نیز استفاده کنند، که در آن سیلیکون با عناصر دیگر مخلوط می‌شود تا یک ماده متراکم بدون نیاز به فشار یا دمای بالا تشکیل شود.

4. درمان پس از پخت

پس از پخت، سرامیک‌های نیترید سیلیکون ممکن است تحت عملیات‌های پس از تف جوشی مانند ماشین‌کاری، آسیاب کردن و پرداخت برای رسیدن به شکل و سطح مورد نظر قرار گیرند. این درمان‌ها برای تولید قطعاتی که مشخصات دقیقی دارند، به ویژه برای صنایعی مانند هوافضا و الکترونیک ضروری هستند.

در برخی موارد، عملیات حرارتی اضافی ممکن است برای افزایش خواص مواد، مانند افزایش چقرمگی یا بهبود مقاومت در برابر سایش، اعمال شود. عملیات پس از تف جوشی برای اطمینان از عملکرد بهینه سرامیک های نیترید سیلیکون در کاربردهای مورد نظرشان بسیار مهم است.3