Kísilnítríð Si3n4

Hægt er að skipta kísilnítríðvörum í hvarfsintunarvörur, heitpressunarvörur, loftþrýstingssmulningarvörur, ísóstatískar pressuðu sintunarvörur og viðbragðsþungar sintunarvörur samkvæmt ferlinu. Meðal þeirra er viðbragðssinting algeng aðferð til framleiðslu á eldföstum kísilnítríði vörum.

Framleiðsla kísilnítríðafurða með viðbragðssintuaðferð er að framleiða fínmalað kísilduft (agnastærð er almennt minni en 80μm), mótun með vélrænni eða jafnstöðupressu, eftir að græni líkaminn er þurrkaður, hituð í 1350 ~ 1400 gráður í köfnunarefni, og nítraður á sama tíma í brennsluferlinu. Með þessari framleiðsluaðferð hafa hráefnisaðstæður, brennsluferlið og andrúmsloftið mikil áhrif á frammistöðu vörunnar.

Kísilduft inniheldur mörg óhreinindi, svo sem Fe, Ca, Aì, Ti o.s.frv. Fe er talið vera hvati í hvarfferlinu. Það getur stuðlað að dreifingu kísils, en á sama tíma mun það einnig valda göllum eins og porosity. Aðalhlutverk Fe sem aukefnis: það er hægt að nota sem hvata í hvarfferlinu til að stuðla að myndun SiO2 oxíðfilmu á yfirborði vörunnar; Járn-kísilbræðslukerfi myndast og köfnunarefni er leyst upp í fljótandi FeSi2, sem stuðlar að myndun -Si3N4. Hins vegar, ef járnagnirnar eru of stórar eða innihaldið er of hátt, munu gallar eins og porosity einnig koma fram í vörunni, sem mun draga úr afköstum. Almennt er magn járns sem bætt er við 0~5%. Auðvelt er að mynda óhreinindi eins og Al, Ca, Ti og önnur óhreinindi með sílikoni. Viðeigandi magn af viðbót getur stuðlað að sintrun og bætt afköst vörunnar.

Því fínni sem kornastærð er og því stærra sem tiltekið yfirborð er, því lægra er eldhitastigið. Í samanburði við grófari kornastærð eykst magn -Si3N4 í vörunni. Með því að minnka kornastærð kísilgufs getur það minnkað smásæja svitaholastærð vörunnar. Viðeigandi kornastærðarhlutfall getur bætt þéttleika vara.

Hitastig hefur mikil áhrif á hraða nítrunar. Nitrunarviðbrögðin byrja við 970 ~ 1000 gráður og hvarfhraðinn hraðar um 1250 gráður. Á háhitastigi, vegna útverma viðbragða, ef hitastigið fer fljótt yfir bræðslumark kísils (1420 gráður), er auðvelt að flæða kísill, sem mun valda því að kísilduftið bráðnar og hrynur.

Í apríl 2023, forstöðumaður Institute for Photonics við Leibniz háskólann, Michael M. Með hjálp „blendingstækni“ sameinaði Kus teymið leysir úr indíumfosfíði, síu og holrúm úr kísilnítríði og samþætt. þá á eina flís. 

Árið 2023 hefur rannsóknarteymi frá verkfræðikeramikrannsóknarstofu Kóreustofnunarinnar fyrir efnisrannsóknir framleitt kísilnítríð burðarkúlur fyrir drifeiningar fyrir rafbíla. Búist er við að alþjóðleg markaðsstærð blendinga legur sem nota sílikonnítríð kúlutækni muni vaxa í meira en 1,3 trilljón unnu árið 2026.