Miért mennek át a szilícium-nitrid termékek néha szinterezési sűrűsödésbe?

Modern életünkben sok alapvető elem kémiai anyagokra támaszkodik, és a szilícium-nitrid termékek is kémiai összetevők felhasználásával készülnek. Ezek a termékek nemcsak rendkívül szívósak, hanem lenyűgöző szilárdsággal és keménységgel is büszkélkedhetnek. Néhányan azonban csodálkoznak, hogy a szilícium-nitrid termékek néha miért sűrűsödnek a szinterezés során. Beszéljük meg ezt a kérdést.

Sok szilícium-nitrid terméket szintereznek olyan módszerekkel, mint a gáznyomás, a forró sajtolás és a forró izosztatikus préselés. Míg más módszerek is léteznek, ez a három a leggyakoribb és legtöbb gyártó által használt.

A forró izosztatikus préselés lehetővé teszi a szilícium-nitrid termékek számára, hogy nagyobb teljesítményt érjenek el. A termékfejlesztéshez való használatához azonban fejlett berendezésekre és hardverekre van szükség, ami sok gyártó számára megnöveli a költségeket, és hátráltatja a széles körű alkalmazást. Ezért a nagyobb gyártók gyakran választják ezt a szinterezési módszert.

Az elterjedt pneumatikus préselési módszerek elnyomhatják a szilícium-nitrid por magas hőmérséklet miatti bomlását. A szinterezés során bizonyos nyomáson nitrogéngáz bevezetésével nagyobb sűrűségű szilícium-nitrid nyerhető. A sűrűségnövelésre gyakorolt ​​hatása azonban korlátozott.

A szinterezési hőmérséklet folyamatos emelésével a diffúziós és oldódási tömegátadási folyamatok elősegíthetők, jelentősen csökkentve a rendszer viszkozitását és növelve a folyékonyságot, ezáltal elősegítve a tömörödést. A túl magas hőmérséklet azonban nemcsak energiát pazarol, hanem túlzott folyadékfázishoz és túlzottan alacsony viszkozitáshoz is vezet, ami a termék deformációját, teljesítményromlását és sűrűségének csökkenését okozza. Emiatt a legtöbb kutatás során a megfelelő szinterezési hőmérséklet és tartási idő szabályozása kulcsfontosságú szempont.

Jelenleg a melegsajtolás széles körben választott módszer. A környezeti hőmérsékletből származó nyomás folyamatos alkalmazásával, állandó mechanikai nyomással és külső nyomással kombinálva további hajtóerő biztosítható. A hagyományos szinterezési folyamatokhoz képest a szilícium-nitrid termékek hőmérséklete 100-200 fokkal csökkenthető, a szinterezési idő jelentősen lerövidül, a sűrűség pedig elérheti a 99%-ot.

Ez a külső nyomás azonban nem csodaszer; felső határa van. Ezenkívül magának a grafitformának a szilárdsága korlátozott, ami megnehezíti a letöltési probléma könnyű megoldását nagy nyomás alatt. Ezen túlmenően a jelenlegi nyomással{2}}támogatott kézműves termékek alapvetően állandó nyomás alatt készülnek, ami a szilícium-nitrid termékek fent említett sűrűsödési problémájához vezet. Ennek a problémának a megoldása nem egyszerű, és professzionális kezelést igényel. Ha a működés nem szabványos, vagy a személyzet nem érti a folyamatot, akkor sűrűsödés következik be, ami szintén bizonyos veszteségekkel jár.