Происхождение и развитие керамики из нитрида кремния
Снитрид кремния (Si3N4)представляет собой ковалентное соединение кремния и азота, открытое в 1857 году. На заре его существования некоторые ученые, особенно в Германии, не были полностью уверены в его химическом составе. Однако позже обширные исследования подтвердили правильность этой химической формулы, которая широко цитируется и по сей день. Тем не менее, в течение более чем столетия после открытия материалы из нитрида кремния не нашли широкого применения.
Керамическая форма нитрида кремнияВпервые был разработан в Великобритании. Этот керамический материал был впервые произведен в 1955 году и в основном использовался для изготовления трубок термопар, тиглей из расплавленного металла и сопел ракет. Этот тип материала производится путем прессования порошка металлического кремния в форму, а затем его азотирования путем нагревания и воздействия газообразного азота, позже получившего название реакционно-связанного нитрида кремния. Из-за наличия пористости около 25% в реакционно-связанном нитриде кремния ему не хватало высокой плотности, необходимой для проявления превосходных свойств прочности и твердости по сравнению с материалами из нитрида кремния.
В 1960 году Парр, Мартин, Мэй и другие опубликовали подробный обзор свойств и структуры реакционно-связанного нитрида кремния, изложив разработанные ими методы. Эти методы обеспечили значительную техническую поддержку для последующей разработки керамики из нитрида кремния.
В 1970-х годах США инициировали крупномасштабную программу разработки материалов из нитрида кремния. В 1971 году Министерство обороны США начало пятилетний проект разработки в сотрудничестве с Форд Мотор Компания и Вестингауз Электрический Корпорация. Целью проекта было изучение возможности использования нитрида кремния в качестве замены традиционных материалов для двигателей, а также разработка керамических газотурбинных двигателей. . На ранних этапах проекта было признано, что обычное спекание под давлением ограничивается производством простых форм нитрида кремния, в то время как компоненты газотурбинных двигателей являются сложными. Поэтому применение керамических материалов в двигателях будет возможно только при условии совершенствования процесса производства керамики из нитрида кремния.
В 1976 году Тервиллигер и Ланге случайно обнаружили, что порошок нитрида кремния можно спекать без применения механического давления. Они провели эксперименты по горячему прессованию порошка нитрида магния и кремния, легированного кислородом, при температурах выше нормы. Даже без обычного давления цилиндры с порошком нитрида кремния по-прежнему демонстрировали значительную усадку. Был сделан вывод, что в ограниченном пространстве графитовой формы потери нитрида кремния на испарение замедляются, что обеспечивает общее уплотнение. Это открытие ознаменовало важный шаг в разработке керамики из нитрида кремния высокой плотности и привело к разработке нитрида кремния, спеченного без давления.
Во время высокотемпературного спекания разложение нитрида кремния является значительным и не может быть эффективно подавлено простой насадкой порошка. Поэтому было разработано спекание нитрида кремния под давлением. В 1976 году японская компания Митомо сообщила об исследовании спекания керамики Si3N4 при давлении азота 10 атм и температуре от 1450°C до 1900°C. Это был самый ранний метод спекания керамики из нитрида кремния под давлением.
Различные методы спекания, упомянутые выше, являются успешным результатом неустанных усилий поколений исследователей керамики по решению различных инженерных применений керамики из нитрида кремния. В последнее время новые технологии, такие как искрово-плазменное спекание и микроволновое спекание, открыли новые возможности для применения нитрида кремния.
Что касается приложений, будь то ракеты, летящие в космос, или автомобили, мчащиеся по шоссе, или неразрушимые режущие инструменты и прочные искусственные кости,керамика из нитрида кремниястали незаменимым ключевым материалом в промышленных технологиях, особенно в областях передовых технологий. Это одно из важнейших направлений развития современного материаловедения.
СЯМЭНЬ МАСКЕРА ТЕХНОЛОДЖИ КО., ЛТД. является авторитетным и надежным поставщиком, специализирующимся на производстве и продаже технических керамических деталей. Мы обеспечиваем индивидуальное производство и высокоточную механическую обработку широкого спектра высокоэффективных керамических материалов, включая глиноземная керамика, циркониевая керамика, нитрид кремния, Карбид кремния, нитрид бора, нитрид алюминия и обрабатываемая стеклокерамика. В настоящее время наши керамические детали можно найти во многих отраслях промышленности, таких как механическая, химическая, медицинская, полупроводниковая, автомобильная, электронная, металлургическая и т. д. Наша миссия — предоставлять керамические детали самого высокого качества для пользователей во всем мире, и нам очень приятно видеть нашу керамику. детали эффективно работают в конкретных приложениях клиентов. Мы можем сотрудничать как в прототипном, так и в серийном производстве. Если у вас есть требования, свяжитесь с нами.
