ทำความเข้าใจกระบวนการผลิตเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

1. การเตรียมวัตถุดิบ

ขั้นตอนแรกในกระบวนการผลิตเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์คือการเตรียมวัตถุดิบ วัตถุดิบหลักที่ใช้ในการผลิตซิลิคอนไนไตรด์คือผงซิลิกอน (Si) และไนโตรเจน ผงซิลิกอนผสมกับแหล่งไนโตรเจน ซึ่งโดยทั่วไปจะอยู่ในรูปของก๊าซไนโตรเจน เพื่อสร้างสารประกอบซิลิกอนไนไตรด์ (Si₃N₄)

คุณภาพและความบริสุทธิ์ของวัตถุดิบมีความสำคัญอย่างยิ่งในการทำให้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายมีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดที่กำหนด ตัวอย่างเช่น ผงซิลิกอนต้องมีความบริสุทธิ์สูงเพื่อลดการปนเปื้อนในระหว่างกระบวนการทำปฏิกิริยา นอกจากนี้ ขนาดอนุภาคและการกระจายตัวของผงมีบทบาทสำคัญในคุณสมบัติขั้นสุดท้ายของเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์

2. พันธะปฏิกิริยาและการเผาผนึก

เมื่อเตรียมวัตถุดิบแล้ว ขั้นตอนต่อไปคือกระบวนการเผาผนึก มีสองวิธีหลักที่ใช้ในการเผาเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์: การเผาแบบไร้แรงดันและการอัดร้อน

การเผาผนึกแบบไร้แรงดัน: กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนวัตถุดิบในเตาเผาที่มีอุณหภูมิสูงโดยมีก๊าซไนโตรเจน ซิลิคอนทำปฏิกิริยากับไนโตรเจนที่อุณหภูมิประมาณ 1,600°C เพื่อเกิดเป็นซิลิคอนไนไตรด์ (Si₃N₄) กระบวนการเผาผนึกช่วยให้อนุภาคเกาะกันและก่อตัวเป็นวัสดุที่มีความหนาแน่นและทนทาน กระบวนการนี้เรียกว่า "ไร้แรงดัน" เนื่องจากไม่มีการใช้แรงดันภายนอกในระหว่างการเผาผนึก

การอัดร้อน: ในการอัดร้อน ทั้งความร้อนและความดันจะถูกนำไปใช้กับวัตถุดิบในระหว่างการเผาผนึก วิธีการนี้ส่งผลให้ได้วัสดุที่มีความหนาแน่นและแข็งแรงกว่าเมื่อเทียบกับการเผาผนึกแบบไร้แรงดัน โดยทั่วไปจะใช้สำหรับการใช้งานที่ต้องการความแข็งแรงสูงมากและมีความคลาดเคลื่อนต่ำ

3. สารเติมแต่งและการดัดแปลง

เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติของ เซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ สารเติมแต่งต่างๆ อาจรวมอยู่ในวัสดุระหว่างกระบวนการเผาผนึก สารเติมแต่งเหล่านี้อาจรวมถึงออกไซด์ของธาตุหายาก ซึ่งช่วยควบคุมโครงสร้างของเมล็ดข้าวและเพิ่มความเหนียวของวัสดุ ผู้ผลิตบางรายอาจใช้เทคนิคการเชื่อมปฏิกิริยา โดยที่ซิลิคอนผสมกับองค์ประกอบอื่นๆ เพื่อสร้างวัสดุที่มีความหนาแน่นสูงโดยไม่ต้องใช้แรงดันหรืออุณหภูมิสูง

4. การบำบัดหลังการเผาผนึก

หลังจากการเผาผนึก เซรามิกซิลิคอนไนไตรด์อาจได้รับการบำบัดภายหลังการเผาผนึก เช่น การตัดเฉือน การเจียร และการขัดเงา เพื่อให้ได้รูปทรงและพื้นผิวที่ต้องการ การรักษาเหล่านี้จำเป็นสำหรับการผลิตส่วนประกอบที่ตรงตามข้อกำหนดจำเพาะที่แม่นยำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอุตสาหกรรม เช่น การบินและอวกาศและอิเล็กทรอนิกส์

ในบางกรณี อาจมีการใช้ความร้อนเพิ่มเติมเพื่อเพิ่มคุณสมบัติของวัสดุ เช่น การเพิ่มความเหนียวหรือการปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอ การบำบัดหลังการเผามีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับประกันว่าเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์จะทำงานอย่างเหมาะสมตามการใช้งานที่ต้องการ