nyheter

Hjem / Nyheter / Bransjenyheter / Les hemmelighetene til støping, sintring og formkontroll av zirkoniumoksid og silisiumnitrid i én artikkel

Les hemmelighetene til støping, sintring og formkontroll av zirkoniumoksid og silisiumnitrid i én artikkel


2026-05-21



1. Grunnleggende prosess for industriell keramisk produksjonsprosess

Produksjonen av industriell keramikk (også kjent som avansert keramikk eller ingeniørkeramikk) er en streng prosess for å konvertere løst uorganisk ikke-metallisk pulver til presisjonsdeler med høy styrke, slitestyrke, høy temperaturmotstand eller spesielle elektriske egenskaper. . Dens standard kjerneproduksjonsprosess inkluderer vanligvis følgende Fem hovedstadier.

  1. Tilberedning av pulver Bland nøyaktig råvarer med høy renhet. For å få pulveret til å ha god flyt og bindekraft i etterfølgende støping, er det nødvendig å tilsette en passende mengde organisk bindemiddel, smøremiddel og dispergeringsmiddel. Etter høyytelses kulemølleblanding og spraytørking produseres et granulert pulver med jevn partikkelstørrelsesfordeling.
  2. Grønn kropp dannes I henhold til den geometriske formen og masseproduksjonsskalaen til produktet, blir det granulerte pulveret presset eller injisert i formen ved hjelp av mekaniske midler. De viktigste støpemetodene inkluderer tørrpressing og kald isostatisk pressing ( CIP ), keramisk sprøytestøping ( CIM ) og tape casting.
  3. Grønn bearbeiding og avbinding Den dannede grønne kroppen inneholder en stor mengde organiske bindemidler. Før formell sintring må den plasseres i en avbindingsovn og sakte varmes opp i luften for å forårsake pyrolyse eller fordampning (avfetting). Hardheten til den grønne kroppen etter avbinding er lav, og det er enkelt å utføre foreløpig mekanisk bearbeiding som boring og skjæring.
  4. Høytemperatursintring Dette er et kritisk skritt for å oppnå de endelige mekaniske egenskapene til keramikken. Den frigjorte grønne kroppen plasseres i en sintringsovn med høy temperatur. Masseoverføring og binding skjer mellom kornene. Porene tømmes gradvis ut. Den grønne kroppen gjennomgår kraftig volumkrymping og oppnår til slutt fortetting.
  5. Presisjonsbearbeiding og inspeksjon Siden keramikk etter sintring har ekstremt høy hardhet (vanligvis nest etter diamant) og har en viss grad av sintringsdeformasjon, hvis de ønsker å oppnå dimensjonelle toleranser på mikronnivå eller overflateruhet på speilnivå, må de være hardt angitt og presisjonsbehandlet gjennom diamantslipeskiver og slipepastaer, og til slutt omfattende gjennom koordinering av instrumenter som for eksempel tredimensjonal inspeksjon.

2. Sammenligning av prosessegenskaper mellom zirkoniumoksid og silisiumnitrid

Blant moderne avansert strukturell keramikk, zirconia og silisiumnitrid To systemer er representert. Førstnevnte er en typisk oksidkeramikk med utmerket høy seighet og estetikk; silisiumnitrid Det er en ikke-oksid keramikk med høy kovalent binding og har utmerket ytelse i hardhet, termisk sjokkstabilitet og ekstremt høye temperaturer. Følgende er en sammenligning av de viktigste produksjonsprosessparametrene til de to.

Prosessdimensjon

Zirconia Keramikk (ZrO₂)

silisiumnitrid陶瓷 (Si₃N₄)

klassisk sintringstemperatur Grad

1350°C - 1500°C Fortetting kan fullføres under normal trykkluftatmosfære, og utstyrskostnadene er lave.

1700°C - 1850°C Høytrykksnitrogen (1-10 MPa) må introduseres for lufttrykksintring for å hindre nedbrytning ved høy temperatur.

Linjekrympingskontroll

20 % - 22 % (stor og stabil) Pulverpakningstettheten er jevn, og beregningen av formforsterkningsfaktoren er ekstremt regelmessig.

15 % - 18 % (relativt lite, men svært flyktig) Påvirket av diffusjonen og faseendringshastigheten til flytende fasetilsetningsstoffer, er størrelseskontrollteknologi vanskelig.

Faseendringer og volumeffekter

Det er faseendringsstress Ved avkjøling forvandles den tetragonale fasen til den monokliniske fasen med en volumutvidelse på 3 %-5 %, og stabilisatorer som yttriumoksid må introduseres for å forhindre sprekkdannelse.

Modifikasjon av faseendring Under sintring forvandles α-fasen til β-fasen, og danner en sammenflettet søyleformet krystallstruktur, som kan forbedre seigheten til matrisen betydelig.

Vanlig støpeprosess

Tørrpressing/kald isostatisk pressing, keramisk sprøytestøping (CIM) Pulveret har høy tetthet, god flyt, enkel komprimering og masseproduksjon av spesielle former.

Kald isostatisk pressing (CIP), støping Den iboende tettheten til pulver er lav, luftig og vanskelig å komprimere, så flerveis høytrykks CIP brukes ofte.

��Produksjonstips for industrilanding: Hjertet av industriell keramikkproduksjon ligger i Perfekt passform mellom "temperatur-tidskurve" og "krympingskompensasjon". Vanskeligheten med zirkoniumoksid ligger hovedsakelig i det superharde slipestadiet etter sintring (høyt verktøytap og lav effektivitet); mens kjernebarrieren til silisiumnitrid ligger i dens strenge ultrahøye temperatur lufttrykk/varm isostatisk pressing sintringsprosess og den konfidensielle formelen for sintringshjelpemidler for lavt smeltepunkt kovalent binding væskefase masseoverføring.