Memahami Proses Pembuatan Seramik Nitrida Silikon- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

1. Penyediaan Bahan Mentah

Langkah pertama dalam proses pembuatan seramik silikon nitrida ialah penyediaan bahan mentah. Bahan mentah utama yang digunakan dalam pengeluaran silikon nitrida ialah serbuk silikon (Si) dan nitrogen. Serbuk silikon dicampur dengan sumber nitrogen, biasanya dalam bentuk gas nitrogen, untuk membentuk sebatian silikon nitrida (Si₃N₄).

Kualiti dan ketulenan bahan mentah adalah penting untuk memastikan produk akhir memenuhi spesifikasi yang diperlukan. Sebagai contoh, serbuk silikon mestilah mempunyai ketulenan tinggi untuk meminimumkan pencemaran semasa proses tindak balas. Selain itu, saiz zarah dan pengedaran serbuk memainkan peranan penting dalam sifat akhir seramik silikon nitrida.

2. Ikatan Tindak balas dan Pensinteran

Setelah bahan mentah disediakan, langkah seterusnya ialah proses pensinteran. Terdapat dua kaedah utama yang digunakan untuk mensinter seramik nitrida silikon: pensinteran tanpa tekanan dan menekan panas.

Pensinteran Tanpa Tekanan: Proses ini melibatkan pemanasan bahan mentah dalam relau suhu tinggi dengan kehadiran gas nitrogen. Silikon bertindak balas dengan nitrogen pada suhu sekitar 1,600°C untuk membentuk silikon nitrida (Si₃N₄). Proses pensinteran membolehkan zarah terikat dan membentuk bahan yang padat dan tahan lama. Proses ini dipanggil "tanpa tekanan" kerana tiada tekanan luaran dikenakan semasa pensinteran.

Penekanan Panas: Dalam penekanan panas, kedua-dua haba dan tekanan digunakan pada bahan mentah semasa pensinteran. Kaedah ini menghasilkan bahan yang lebih padat, lebih kuat berbanding dengan pensinteran tanpa tekanan. Ia biasanya digunakan untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan yang sangat tinggi dan toleransi yang ketat.

3. Aditif dan Pengubahsuaian

Untuk menambah baik sifat-sifat seramik silikon nitrida , pelbagai bahan tambahan boleh dimasukkan ke dalam bahan semasa proses pensinteran. Bahan tambahan ini boleh termasuk oksida nadir bumi, yang membantu mengawal struktur butiran dan meningkatkan keliatan bahan. Sesetengah pengeluar juga boleh menggunakan teknik ikatan tindak balas, di mana silikon dicampur dengan unsur lain untuk membentuk bahan padat tanpa memerlukan tekanan atau suhu tinggi.

4. Rawatan Selepas Pensinteran

Selepas pensinteran, seramik silikon nitrida mungkin menjalani rawatan selepas pensinteran seperti pemesinan, pengisaran dan penggilap untuk mencapai bentuk dan kemasan permukaan yang diingini. Rawatan ini penting untuk menghasilkan komponen yang memenuhi spesifikasi yang tepat, terutamanya untuk industri seperti aeroangkasa dan elektronik.

Dalam sesetengah kes, rawatan haba tambahan boleh digunakan untuk meningkatkan sifat bahan, seperti meningkatkan keliatannya atau meningkatkan rintangan hausnya. Rawatan selepas pensinteran adalah penting untuk memastikan seramik silikon nitrida berprestasi optimum dalam aplikasi yang dimaksudkan.