Originea și dezvoltarea ceramicii cu nitrură de siliciu
Snitrură de ilicon (Si3N4)este un compus covalent compus din siliciu și azot, descoperit în 1857. La începuturile sale, unii savanți, în special în Germania, nu erau complet convinși de compoziția sa chimică. Cu toate acestea, cercetări ample au confirmat ulterior corectitudinea acestei formule chimice, care este larg citată până în prezent. Cu toate acestea, timp de mai bine de un secol de la descoperirea sa, materialele cu nitrură de siliciu nu au văzut aplicații pe scară largă.
Forma ceramică a nitrurii de siliciua fost dezvoltat pentru prima dată în Regatul Unit. Acest material ceramic a fost produs pentru prima dată în 1955 și a fost folosit în principal pentru tuburi de termocuplu, creuzete de metal topit și duze pentru rachete. Acest tip de material este produs prin presarea în formă a pulberii metalice de siliciu și apoi nitrurarea acesteia prin încălzire și expunerea la azot gazos, denumit mai târziu nitrură de siliciu legată de reacție. Datorită prezenței a aproximativ 25% porozitate în nitrura de siliciu legată prin reacție, nu avea densitatea mare necesară pentru a prezenta proprietățile superioare de rezistență și duritate ale materialelor cu nitrură de siliciu.
În 1960, Parr, Martin, May și alții au publicat o revizuire cuprinzătoare a proprietăților și structurii nitrurii de siliciu legate prin reacție, subliniind tehnicile pe care le-au dezvoltat. Aceste tehnici au oferit suport tehnic semnificativ pentru dezvoltarea ulterioară a ceramicii cu nitrură de siliciu.
În anii 1970, Statele Unite au inițiat un program de dezvoltare a materialelor cu nitrură de siliciu la scară largă. Departamentul Apărării al SUA a început un proiect de dezvoltare de cinci ani în colaborare cu Ford Motor Company și Westinghouse Electric Corporation în 1971. Proiectul și-a propus să exploreze fezabilitatea utilizării nitrurii de siliciu ca înlocuitor pentru materialele tradiționale ale motoarelor și să dezvolte motoare cu turbine cu gaz ceramice. . La începutul proiectului, s-a recunoscut că sinterizarea convențională sub presiune era limitată la producerea de forme simple de nitrură de siliciu, în timp ce componentele motoarelor cu turbine cu gaz erau complexe. Prin urmare, aplicarea materialelor ceramice în motoare ar fi posibilă numai dacă procesul de fabricație a ceramicii cu nitrură de siliciu ar fi îmbunătățit.
În 1976, Terwilliger și Lange au descoperit accidental că pulberea de nitrură de siliciu poate fi sinterizată fără aplicarea unei presiuni mecanice. Ei au efectuat experimente de presare la cald pe pulbere de magneziu și nitrură de siliciu dopată cu oxigen la temperaturi peste normal. Chiar și fără presiune convențională, cilindrii de pulbere cu nitrură de siliciu au încă prezentat o contracție semnificativă. S-a ajuns la concluzia că în spațiul limitat al matriței de grafit, pierderea prin evaporare a nitrurii de siliciu a fost inhibată, permițând densificarea globală. Această descoperire a marcat un pas important în dezvoltarea ceramicii cu nitrură de siliciu de înaltă densitate și a condus la dezvoltarea nitrurii de siliciu sinterizate fără presiune.
În timpul sinterizării la temperatură înaltă, descompunerea nitrurii de siliciu este semnificativă și nu poate fi suprimată în mod eficient prin simpla ambalare a pulberii. Prin urmare, a fost dezvoltată sinterizarea sub presiune a nitrurii de siliciu. În 1976, Mitomo din Japonia a raportat cercetări privind sinterizarea ceramicii Si3N4 la o presiune de azot de 10 atm la temperaturi cuprinse între 1450°C și 1900°C. Aceasta a fost cea mai veche metodă de sinterizare sub presiune a ceramicii cu nitrură de siliciu.
Diferitele tehnici de sinterizare menționate mai sus sunt rezultatele de succes ale unor generații de eforturi neobosite ale cercetătorilor ceramici de a aborda diferite aplicații de inginerie ale ceramicii cu nitrură de siliciu. Recent, tehnologiile emergente precum sinterizarea cu plasmă cu scânteie și sinterizarea cu microunde au deschis noi căi pentru aplicarea nitrurii de siliciu.
În ceea ce privește aplicațiile, fie în rachete care zboară în spațiu sau în mașini care cursă pe autostrăzi, fie în instrumente de tăiere indestructibile și oase artificiale robuste,ceramică cu nitrură de siliciuau devenit un material cheie indispensabil în tehnologia industrială, în special în domeniile tehnologiei avansate. Reprezintă una dintre direcțiile majore în dezvoltarea științei materialelor moderne.
XIAMEN MASCERA TECHNOLOGY CO., LTD. este un furnizor reputat și de încredere specializat în producția și vânzarea de piese ceramice tehnice. Oferim producție personalizată și prelucrare de înaltă precizie pentru o serie largă de materiale ceramice de înaltă performanță, inclusiv ceramică de alumină, ceramică din zirconiu, nitrură de siliciu, carbură de siliciu, nitrură de bor, nitrură de aluminiu și sticlă ceramică prelucrabilă. În prezent, piesele noastre ceramice pot fi găsite în multe industrii precum mecanică, chimică, medicală, semiconductoare, vehicule, electronice, metalurgie etc. Misiunea noastră este de a oferi piese ceramice de cea mai bună calitate pentru utilizatorii globali și este o mare plăcere să vedem ceramica noastră. piesele funcționează eficient în aplicațiile specifice ale clienților. Putem coopera atât la prototip, cât și la producția de masă, bine ați venit să ne contactați dacă aveți cerințe.
