Техническая керамика. Матренин С.В - 65 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

Керамика из Si
3
N
4
. Нитрид кремния Si
3
N
4
является единственным
соединением кремния и азота. Он существует в двух модификациях –
α- и β-Si
3
N
4
, которые имеют гексагональную решетку.
Нитрид кремния
отличается исключительно высокой химической устойчивостью. Он
устойчив к окислению не только на воздухе, но и в кислороде, даже при
умеренно высоких температурах. Практически нитрид кремния устой-
чив против всех кислот, многих расплавленных металлов, паров воды.
Исходными материалами в технологии керамики из нитрида крем-
ния служат порошки синтезированного различными методами Si
3
N
4
либо порошки кремния, или SiO
2
.
Производство изделий сложной конфигурации из Si
3
N
4
сопряжено
со значительными трудностями. Наибольшее распространение для изго-
товления таких изделий получило литье из водных и термопластичных
шликеров. В качестве жидкой фазы при шликерном литье порошков
Si
3
N
4
чаще используют водные растворы..Использование термопластич-
ных шликеров обеспечивает механическую прочность, стабильность
свойств изделий, в том числе высокую точность размеров из-за отсут-
ствия усадки. Для массового производства изделий сложной формы из
материалов на основе Si
3
N
4
применяется метод инжекционного формо-
вания. Материалы инжекционного формования отличаются однородной
тонкозернистой структурой, высокой плотностью после спекания.
Основными способами получения керамики на основе нитрида
кремния являются реакционное связывание кремния, спекание или горя-
чее прессование порошка нитрида кремния с использованием уплотня-
ющих добавок.
Метод получения керамики на основе реакционно-связанного нитри-
да кремния (РСНК) заключается в азотировании тонкодисперсных от-
формованных различными способами порошков кремния газообразным
азотом при температурах до 1450–1500°С, в процессе которого кремний
превращается в нитрид кремния. Поскольку при реакционном спекании
основную роль играет газовая фаза, отформованные заготовки должны
обладать достаточной для протекания газотранспортных реакций пори-
стостью. Поэтому керамика из РСНК имеет остаточную пористость 20–
30%. Отсутствие усадки или увеличения размеров в процессе синтеза
при такой технологии происходит из-за увеличения объема материала за
счет образования нитрида кремния, который заполняет объем внутрен-
них пор заготовки. Для уменьшения пористости РСНК в шихту вводят
добавки MgO, Y
2
O
3
и др. После окончания реакционного спекания часто
проводят дополнительное спекание при более высоких температурах и
при избыточном давлении азота, необходимом для подавления диссоци-
ации Si
3
N
4
. Также возможно допрессовывание изделий из РСНК в газо-

Страницы