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氮化硅产品分类级别,氮化硅是什么材料用途

更新时间  2023-09-25 阅读 129

氮化硅通常通过金属硅和气态氮的化学反应合成。零件通过成熟的方法仔细压制和烧结,从而产生特定的性能,从而定义最终应用。形成方法取决于所需的氮化硅类型。每一种都为所得材料增加了特定的强度。

反应键合氮化硅 (RBSN):

加工 RBSN 首先形成一个硅“面团”或压块,它在大约 1450°C 的温度下经历称为氮化的表面硬化过程。与其他类型的氮化硅相比,RBSN 的孔隙率更高(约 25% 的孔隙率)并且在机械性能方面比其他类型的氮化硅差,但相对具有成本效益,可用于窑具等应用。

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热压氮化硅 (HPSN):

HPSN由细氮化硅粉末和氧化镁熔剂在石墨模具中混合制成,经受高温和高压(通常为1800°C和40MPa)。与 RBSN 相比,它的密度更高,并且具有更好的机械性能。

烧结反应键合氮化硅 (SRBSN):

SRBSN是RBSN的升级版。为降低最终产品的孔隙率,将烧结添加剂补充到初始粉末混合物中,然后使其能够在反应结合阶段后进行烧结(在高于 1800°C 的温度和大气压下)。

烧结氮化硅 (SSN):

为了制造 SSN,氮化硅在大约 1750°C 下与烧结添加剂(如氧化镁、氧化钇和氧化铝)的组合进行无压烧结,以促进致密化过程。密度达到 98%,强度范围为 600 – 700 MPa 。然而,在致密化过程中会出现高达 20% 的收缩。

为了克服这个问题,完全烧结的结构通过精确的金刚石工具处理重新加工,以逐渐研磨多余的材料,直到达到所需的形状和尺寸。然而,由于这些组件本身就很坚韧,因此该过程变得劳动密集且成本高昂。