窒化シリコンセラミックを準備するための高純度のシリコンパウダー

窒化シリコンセラミックは、高硬度、高機械強度、高温抵抗、良好な熱安定性、低誘電率と誘電率の損失、耐摩耗性、腐食抵抗など、優れた包括的特性を持つセラミック材料などの優れた特性を備えています。

高純度のシリコンパウダーは、窒化シリコンセラミックの調製のための主要な原材料の1つであり、その純度と粒子サイズは、窒化シリコンセラミックの性能に重要な影響を及ぼします。高純度のシリカの煙は、セラミック特性に対する不純物の悪影響を減らすことができますが、適切な粒子サイズ分布はセラミックの反応性と密度を改善するのに役立ちます。

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準備プロセス

シリコンパウダーニトリング：窒素環境では、高純度のシリコンパウダーが高温反応炉に入れられ、シリコンパウダーは窒素と反応して窒素シリコンを生成し、化学反応方程式は3SI + 2} n 2=si3n4です。一般に、シリコン粉末のFe、O、CA、およびその他の不純物の含有量は2％未満で、加熱温度は約1400度です。 A-SI3N4コンテンツは1200 - 1300程度が高いですが、製品は粗く、通常、窒化シリコンウルトラフィンパウダーを生産するために粉砕した地面やその他の後処理を必要とします。不純物による汚染を避けるために、粉砕および研削装置の窒化シリコン粉末と接触する部分の金属製の機械部品の代わりに、窒化シリコンセラミック部品を使用できます。

モールディング：鋳造シリコンセラミックを成形するなど、窒化シリコンセラミックを成形するには多くの一般的な方法があります。まず、分散剤ボールミルをセラミック粉末に加えて、溶媒を粉末に濡らし、粒子の凝集を避けます。次に、バインダーと可塑剤を追加して、セカンダリボールミリングを通して安定した均一なスラリーを取得します。その後、スラリーは掃除機をかけて、適切な粘度のスラリーを得る。ろ過と静的老化後、スラリーはより安定しています。最後に、それは鋳造マシンを通して特定の領域を備えた平らな平野フィルムに投げ込まれ、乾燥後に濃いフィルムの緑色の空白が得られます。

焼結：窒化シリコンセラミックは、通常、液相で焼結され、密なセラミックを調製します。一般的な焼結方法には、空気圧焼結（GPS）などが含まれます。空気圧焼結は、5 - 12 MPA at 1800 - 2100程度で窒素ガス中の窒素シリコンブランクを焼結することです。高い窒素圧を適用すると、高温での窒化シリコンの分解が阻害され、焼結温度が上昇し、材料の濃度が促進され、材料の高温性能を改善するために高耐性顆粒相を形成できる焼結剤を選択するのに役立ちます。

炭化シリコンセラミックの性能特性

シリコン炭化物セラミックは、高硬度、耐摩耗性、高い熱伝導率、高温抵抗、酸化抵抗、良好な化学的安定性の特性を持ち、高温構造材料、耐摩耗性材料、熱交換器およびその他のフィールドで広く使用されています。

高純度のシリカフュームの役割

高純度のシリコンパウダーとカーボンパウダーを原料として混合した後、シリコンパウダーは反応中のシリコン要素を提供し、炭素と粒子サイズの純粋さと粒子サイズが炭化シリコンの組成、微細構造、および特性に影響する炭化炭化ケイ素を形成します。

準備プロセス

原料の混合：特定の比率に応じて、高純度のシリコンパウダーとトナーパウダーを徹底的に混ぜます。混合の均一性を確保するために、ボールミリングなどの方法を混合に使用して、シリコンパウダーとカーボンパウダーが密接に接触し、その後の反応のための適切な条件を作成できます。

反応合成：混合原料は、反応のために高温炉に入れられ、反応温度は通常1600 - 2000程度です。高温では、シリコンヒュームはトナーと化学的に反応して炭化シリコンを形成します。このプロセスでは、温度や保持時間などのプロセスパラメーターを正確に制御して、反応が完全に実行され、理想的な炭化シリコン相組成と微細構造が得られるようにする必要があります。

形成と焼結：炭化シリコン製品の反応が粉砕された後、ドライプレスモールディング、等造影プレスモールディング、その他の方法により、希望の形状にすることができます。次に、圧力のない焼結、ホットプレス焼結などの高温焼結。焼結プロセスは、実用的な用途の要件を満たすために、炭化シリコンセラミックの密度と性能をさらに改善することができます。