烧结氮化硅(氮)

在其发展的早期阶段,氮化硅,硅₃N₄不能烧结、粉末压块没有机械压力高的应用。如果如果₃N₄被压缩成一个绿色的形状和在空气中加热,它不烧结,形成一个密集的,强大的材料。相反,它分解硅和氮和失败给改进的属性。

一大步发展中高密度的氮化硅是意外发现在1970年代中期,Si₃N₄可以为热压烧结添加剂开发的氮化硅中包括紧凑和预防措施来限制氮化硅的损失。最常用的添加剂是氧化镁和氧化钇(Y(分别)₂O₃结合),它可以单独使用,或与氧化铝(Al₂O₃)。添加剂促进液相烧结。

还必须采取措施限制氮化硅的分解或损失的添加剂。紧凑是烧结氮化硅粉末上和/或下高压氮气气氛(通常1到8 MPa)。蒸发的保护气氛抑制硅、氮和添加剂,使烧结反应发生。高温(1825 - 2080°C)和长时间(5小时),需要比用于生产热压氮化硅,和实力接近的热压氮化硅。

关键属性

应用程序利用烧结氮化硅的以下属性:

• 低密度
• 高温强度
• 卓越的耐热震性
• 优良的耐磨性
• 良好的断裂韧性
• 机械疲劳和蠕变阻力
• 抗氧化性能

表1。典型的烧结氮化硅的物理和机械性能。

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应用程序

烧结过程给出了类似的属性热压氮化硅,但经济得多。

目前使用的材料是在利基市场的应用程序例如在往复式发动机部件和涡轮增压器、轴承、金属切削和成型工具和热金属处理。

烧结过程也可以用于post-sinter反应结合氮化硅组件。收缩的组件(5%相比15%)给予更好的控制维度和不需要昂贵的加工来实现最终的尺寸。