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氮化硅工业陶瓷有哪些烧结方法

编辑:科众工业陶瓷厂 日期:21-05-11 阅读:102次

氮化物工业陶瓷烧结相对氧化物烧结麻烦一点,如氮化硅工业陶瓷在烧结中会与氧气反应生产二氧化碳,所以如品质的氮化硅产品,一般要在氮气的保护气氛下烧结,氮化硅的烧结方式比较多,下面科众陶瓷为大家介绍一下。1 ...

氮化物工业陶瓷烧结相对氧化物烧结麻烦一点,如氮化硅工业陶瓷在烧结中会与氧气反应生产二氧化碳,所以如品质的氮化硅产品,一般要在氮气的保护气氛下烧结,氮化硅的烧结方式比较多,下面科众陶瓷为大家介绍一下。


1)反应烧结(RS)

以氮化硅工业陶瓷为例,反应烧结氮化硅是把Si粉或Si粉与Si3N4粉的混合后,在1200度左右通过氮气进行预氮化,之后加工成所需产品,后在1400度左右进行终氮化烧结,在此过程中不需添加助烧剂,因此高温下材料强度不会明显降低,同时反应氮化硅具有无收缩特性,可制备形状复杂的产品,但因制品致密度低(70%-90%),存在大量气孔,力学性能受到较大影响;


2)常压烧结(PLS)

常压烧结氮化硅是以高纯、超细、高α相含量的氮化硅粉末与少量助烧剂混合,通过成形、烧结等工序制备而成。在烧结过程中,α相向液溶解,之后析出β-Si3N4晶核上变为β-Si3N4.这有利于烧结过程的进行。烧结时必须通入氮气,以抑制Si3N4的高温分解。常压烧结可获得形状复杂、性能优良的陶瓷,其缺点是烧结收宿率较大,一般为16%-26%,易使制品开裂变形。


3)重烧结(PS)

将反应烧结的Si3N4烧结坯在助烧剂存在的情况下,置于氮化硅粉末中,在高温下重烧结,得到致密的Si3N4制品。助烧剂可在硅粉球磨时引入,也可用浸渍的方法在反应烧结后浸渍加入。由于反应烧结过程中可预加工,在重烧结过程中的收缩仅有6%-10%,所以可制备形状复杂、性能优良的部件。


氮化硅工业陶瓷有哪些烧结方法

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4)气压烧结(GPS)

气压烧结是把Si3N4压坯在5-12MPa的氮气中于1800-2100℃下进行烧结。由于氮气压力高,从而提高了Si3N4的分解温度,有利于选用能形成高耐火度晶间相的助烧剂,来提高材料的高温性能。气压烧结氮化硅工业陶瓷具有高韧性、高强度和好的耐磨性,可直接制取接近终形状的各种复杂形状制品,从而可大幅度降低成本和加工费用。而且其生产工艺接近于硬质合金生产工艺,适用于大规模生产。


5)热压烧结(HP)

把氮化硅粉末与助烧剂置于石墨模具中,在高温下单向加压烧结。由于外加压力提高了烧结驱动力,加快了α→β转变及致密化速度。热压法可得到致密度大于95%的高强氮化硅工业陶瓷,材料性能高,且制造周期短。但是这种方法只能制造形状简单的制品,对于形状复杂的部件加工费用高,而且由于单向加压,组织存在择优取向,使性能在与热压面平行及垂直方向有差异。


氮化硅工业陶瓷有哪些烧结方法

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6)热等静压法(HIP)

将氮化硅及助烧剂的混合物粉末封装到金属或玻璃包套中,抽真空后通过高压气体在高温下烧结。常用的压力为200MPa,温度为2000℃。热等静压氮化硅可达理论密度,但它工艺复杂,成本较高。近年来还发展了其他一些烧结和致密化工艺,如超高压烧结、化学气相沉积、爆炸成形等。


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