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氮化硅结合碳化硅的制备方法有哪些?
09-30
氮化硅结合碳化硅的制备方法是用反应烧结法,今天我们就详细的讲一下反应烧结法是怎么制备氮化硅结合碳化硅的?
反应烧结制备氮化硅结合碳化硅是把Si粉或Si粉与Si3N4粉的混合物成形后 ,在1200 ℃左右通氮气进行预氮化,之后机械加工成所需件,最后在 1400 ℃左右进行最终氮化烧结。在此过程中不需添加助烧剂等,因此高温下材料强度不会明显降低。同时,反应烧结氮化硅具有无收缩特性,可制备形状复杂的部件,但因制品致密度低70 %~90 % ,存在大量气孔,力学性能受到较大的影响。
热压烧结法(HPS),是将Si3N4 粉末和少量添加剂(如MgO、Al2O3、MgF2、Fe2O3 等),在1916 MPa以上的压强和1600 ℃以上的温度进行热压成型烧结英国和美国的一些公司采用的热压烧结Si3N4 陶瓷,其强度高达981MPa以上烧结时添加物和物相组成对产品性能有很大的影响由于严格控制晶界相的组成,以及在Si3N4 陶瓷烧结后进行适当的热处理,所以可以获得即使温度高达1300 ℃时强度(可达490MPa以上)也不会明显下降的Si3N4系陶瓷材料,而且抗蠕变性可提高三个数量级若对Si3N4 陶瓷材料进行1400———1500 ℃高温预氧化处理,则在陶瓷材料表面上形成Si2N2O相,它能显著提高Si3N4 陶瓷的耐氧化性和高温强度热压烧结法生产的Si3N4 陶瓷的机械性能比反应烧结的Si3N4 要优异,强度高、密度大但制造成本高、烧结设备复杂,由于烧结体收缩大,使产品的尺寸精度受到一定的限制,难以制造复杂零件,只能制造形状简单的零件制品,工件的机械加工也较困难。
气压烧结法(GPS),近几年来,人们对气压烧结进行了大量的研究,获得了很大的进展气压烧结氮化硅在1 ~10MPa气压下,2000℃左右温度下进行高的氮气压抑制了氮化硅的高温分解由于采用高温烧结,在添加较少烧结助剂情况下,也足以促进Si3N4晶粒生长,而获得密度> 99%的含有原位生长的长柱状晶粒高韧性陶瓷. 因此气压烧结无论在实验室还是在生产上都得到越来越大的重视. 气压烧结氮化硅陶瓷具有高韧性、高强度和好的耐磨性,可直接制取接近最终形状的各种复杂形状制品,从而可大幅度降低生产成本和加工费用. 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。
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