Silīcija nitrīda keramikas daļas

Silīcija nitrīda keramika ir neorganiska materiāla keramika, kas nesaraujas saķepināšanas laikā. Silīcija nitrīds ir ļoti spēcīgs, īpaši karsti spiests silīcija nitrīds, kas ir viena no cietākajām vielām pasaulē. Silīcija nitrīda keramikas detaļām ir augstas stiprības, zema blīvuma un augstas temperatūras izturības īpašības.

Si3N4 keramika ir kovalentās saites savienojums, pamatstruktūrvienība ir [SiN4] tetraedrs, silīcija atoms atrodas tetraedra centrā, un ap to ir četri slāpekļa atomi, kas atrodas četrās tetraedra virsotnēs, un pēc tam ik pēc trim Katram tetraedram ir kopīga atoma forma, veidojot nepārtrauktu un cietu tīkla struktūru trīsdimensiju telpā.

Zhongwei Precision ir apņēmies nodrošināt vietējiem un ārvalstu klientiem modernu keramiku ar augstu izturību, augstu stingrību, nodilumizturību, izturību pret koroziju un izturību pret augstu temperatūru. Tas ir augsto tehnoloģiju uzņēmums, kas integrē pētniecību un izstrādi, rūpnieciskās precizitātes un modernu keramikas izstrādājumu ražošanu un pārdošanu precīzās keramikas jomā. Ar dažādām modernām augstas precizitātes iekārtām tā ir neatkarīgi realizējusi visa keramikas detaļu ražošanas procesa pabeigšanu no keramikas pulvera sagatavošanas, zaļās korpusa formēšanas, augstas temperatūras saķepināšanas līdz keramikas materiāla apdarei.

Produkts Descripcija

1. Ieviešanas standarti: uzņēmums stingri ievieš ISO9001 sertifikāciju, un produkti ir izturējuši ROHS, FDA ES sertifikātu utt.

2. Produkta materiālu standarti: ISO, GB, ASTM, SAE, EN, DIN, BS, AMS, JIS, ASME, DMS, TOCT, GB

3. Galvenie procesi: šuvēšana, iesmidzināšana, lentes liešana, izostatiskā presēšana, 3D druka

4. Pieejamie materiāli keramikai:

Tas galvenokārt ražo gatavus keramikas stieņus, keramikas caurules, keramikas gredzenus, keramikas plāksnes, keramikas piesūcekņus, keramikas asmeņus un citas īpašas formas keramikas konstrukcijas. Galvenie keramikas materiāli ir alumīnija oksīds, cirkonija oksīds, silīcija karbīds, silīcija nitrīds un alumīnija nitrīda keramika. Augstas temperatūras izturība, nodilumizturība, izturība pret koroziju, skābju un sārmu izturība, antimagnētiska, spiediena izturība. Un 3D druka utt. tiek pielāgota atbilstoši klientu prasībām.

Kombinētā caurule, tās augstā nodilumizturība efektīvi iztur materiāla nodilumu un triecienus.

Produkta sagatavošanas metode un pašreizējā situācija

1. Pamatīpašības

Daudzas silīcija nitrīda īpašības ir saistītas ar šo struktūru. Pure Si3N4 ir 3119 ar divām kristāla struktūrām un , kuras abas ir sešstūrainas. Tā sadalīšanās temperatūra ir 1800 grādi gaisā un 1850 grādi 011 MPa slāpeklī. Si3N4 ir zems termiskās izplešanās koeficients un augsta siltumvadītspēja, tāpēc tai ir lieliska termiskā trieciena izturība. Karsti presētais saķepinātais silīcija nitrīds nesaplīsīs pat tad, ja to sakarsē līdz 1000 grādiem un liek aukstā ūdenī. Ne pārāk augstā temperatūrā Si3N4 ir augsta izturība un triecienizturība, bet tas tiks bojāts, palielinoties lietošanas laikam virs 1200 grādiem, samazinot tā izturību, un tas ir vairāk pakļauts noguruma bojājumiem virs 1450 grādiem, tāpēc Si3N4 darba temperatūra parasti nepārsniedz 1300 grādus. Si3N4 zemā teorētiskā blīvuma dēļ tas ir daudz vieglāks nekā tērauds un inženiertehniskais superleģētais tērauds. Tāpēc tajās vietās, kur nepieciešami materiāli ar augstu izturību, zemu blīvumu, augstas temperatūras izturību un citām īpašībām, leģētā tērauda nomaiņai izmantot silīcija nitrīda keramikas detaļas, ir cita reize. Tas ir vairāk nekā piemēroti.

2. Materiāla īpašības

Kā lielisks augstas temperatūras inženiertehniskais materiāls, Si3N4 keramikas materiāls var izmantot vislielākās priekšrocības augstas temperatūras jomā. Si3N4 nākotnes attīstības virziens ir: (1) pilnībā darboties un izmantot paša Si3N4 lieliskās īpašības; (2) izstrādāt dažas jaunas plūsmas, kad Si3N4 pulveris tiek saķepināts, un izpētīt un kontrolēt esošo plūsmu labākās sastāvdaļas; (3) uzlabot frēzēšanas, formēšanas un saķepināšanas procesu; ⑷ izstrādāt Si3N4 un SiC un citu materiālu kompozītmateriālus, lai ražotu vairāk augstas veiktspējas kompozītmateriālu. Si3N4 keramikas pielietošana automobiļu dzinējos ir radījusi jaunu situāciju jaunu augstas temperatūras konstrukcijas materiālu izstrādei. Pati automobiļu rūpniecība ir daudznozaru nozare, kas apvieno dažādu tehnoloģiju kulmināciju. Ķīna ir sena civilizācija ar senu vēsturi, un tā ir guvusi izcilus sasniegumus keramikas attīstības vēsturē. Līdz ar reformu un atvēršanas procesu reiz arī Ķīna noteikti ierindosies starp lielākajām pasaules auto industrijas valstīm un radīs lielāku slavu keramikas nozares attīstībai.

Tas ir ārkārtīgi izturīgs pret augstu temperatūru, un tā izturību var saglabāt augstā temperatūrā līdz 1200 grādiem, nesamazinot. Pēc karsēšanas tas neizkusīs kausējumā un nesadalīsies līdz 1900 grādiem. Un kaustiskās sodas šķīdums, kas mazāks par 30 procentiem, var arī izturēt daudzu organisko skābju koroziju; tajā pašā laikā tas ir augstas veiktspējas elektroizolācijas materiāls.

3. Procesa metode

Tas ir izgatavots no silīcija pulvera kā izejmateriāla, kas vispirms tiek veidots vēlamajā formā ar parasto formēšanas metodi, un tiek veikta sākotnējā nitridēšana slāpeklī augstā 1200 ° C temperatūrā, lai daļa silīcija pulvera reaģētu. ar slāpekli, veidojot silīcija nitrīdu. Visam ķermenim jau ir zināms spēks. Pēc tam otro nitridēšanu veic augstas temperatūras krāsnī 1350 grādi ~ 1450 grādi, lai reaģētu uz silīcija nitrīdu. Silīcija nitrīdu ar teorētisko blīvumu 99 procenti var iegūt ar karstās presēšanas saķepināšanu.

4. Sagatavošanas metode

Silīcija nitrīda keramikas detaļu sagatavošanas tehnoloģija pēdējos gados ir strauji attīstījusies. Sagatavošanas tehnoloģija galvenokārt koncentrējas uz reakcijas saķepināšanas metodi, karstās presēšanas saķepināšanas metodi, atmosfēras spiediena saķepināšanas metodi, gaisa spiediena saķepināšanas metodi un citiem veidiem. Atšķirīgo sagatavošanas procesu dēļ dažāda veida silīcija nitrīda keramikai ir atšķirīgas mikrostruktūras (piemēram, porainība un poru morfoloģija, graudu morfoloģija, starpgranulārā morfoloģija un starpgranulu otrās fāzes saturs utt.). Tāpēc sniegums ir ļoti atšķirīgs. Lai iegūtu Si3N4 keramikas materiālus ar izcilu veiktspēju, vispirms jāsagatavo augstas kvalitātes Si3N4 pulveris. Si3N4 pulvera kvalitāte, kas sagatavota ar dažādām metodēm, nav gluži vienāda, kas rada atšķirības tā lietošanā, un daudzu keramikas materiālu lietojumu neveiksmes bieži tiek attiecinātas uz Tā kā izstrādātāji nesaprot atšķirības starp dažādiem keramikas pulveriem, tiem ir nepietiekama izpratne par to īpašībām. Vispārīgi runājot, augstas kvalitātes Si3N4 pulverim vajadzētu būt ar augstu fāzes saturu, viendabīgu sastāvu, maz piemaisījumu un vienmērīgu sadalījumu keramikā, mazu daļiņu izmēru un šauru daļiņu izmēru sadalījumu un labu izkliedējamību. Fāzei labā Si3N4 pulverī vajadzētu būt vismaz 90 procentiem, jo ​​Si3N4 saķepināšanas procesā daļa fāzes pārveidosies par fāzi un nav pietiekami daudz fāzes satura, kas samazinās keramikas materiāla izturību. .

(1) Reakcijas saķepināšanas metode (RS)

Tiek pieņemta vispārējā formēšanas metode. Vispirms silīcija pulveris tiek iespiests vēlamās formas zaļā korpusā un pēc tam ievietots nitrēšanas krāsnī iepriekšējai (daļējai nitrīdēšanai) saķepināšanai. Pirmsnitrēšanas zaļajam korpusam ir noteikta izturība, un to var veikt dažādu mehānisku apstrādi (piemēram, virpošanu, ēvelēšanu, frēzēšanu, urbšanu). Visbeidzot, temperatūrā virs silīcija kušanas punkta; zaļais ķermenis atkal tiek pilnībā nitrēts un saķepināts, lai iegūtu produktus ar nelielām izmēru izmaiņām (ti, pēc zaļās ķermeņa saķepināšanas, saraušanās ātrums ir ļoti mazs, lineārās saraušanās ātrums ir < 011="" procenti).="" produktu="" var="" lietot="" bez="" slīpēšanas.="" reakcijas="" saķepināšanas="" metode="" ir="" piemērota="" tādu="" detaļu="" ražošanai,="" kurām="" ir="" sarežģīta="" forma="" un="" precīzi="" izmēri,="" un="" arī="" izmaksas="" ir="" zemas,="" bet="" nitrēšanas="" laiks="" ir="" ļoti="">

(2) Karstās presēšanas saķepināšana (HPS)

Si3N4 pulveris un neliels daudzums piedevu (piemēram, MgO, Al2O3, MgF2, Fe2O3 utt.) tiek karsti presēti un saķepināti spiedienā virs 1916 MPa un temperatūrā virs 1600 grādiem. Karsti presētās saķepinātās Si3N4 keramikas, ko izmanto daži uzņēmumi Apvienotajā Karalistē un Amerikas Savienotajās Valstīs, ir pat 981 MPa vai lielāka izturība. Piedevām un fāzes sastāvam saķepināšanas laikā ir liela ietekme uz produkta īpašībām. Pateicoties stingrai graudu robežfāzes sastāva kontrolei un pareizai termiskai apstrādei pēc Si3N4 keramikas saķepināšanas, Si3N4 sērijas keramikas materiāli, kuru izturība būtiski nesamazināsies pat tad, ja temperatūra būs pat 1300 grādu (līdz 490MPa vai vairāk). ) var iegūt, un šļūdes pretestību Denaturāciju var uzlabot par trim lieluma kārtām. Ja Si3N4 keramikas materiāls tiek iepriekš oksidēts augstā temperatūrā 1400---1500 grādi, uz keramikas materiāla virsmas veidosies Si2N2O fāze, kas var ievērojami uzlabot Si3N4 keramikas izturību pret oksidēšanu un izturību augstā temperatūrā. . Karstās presēšanas saķepināšanas rezultātā iegūtās Si3N4 keramikas mehāniskās īpašības ir labākas nekā reakcijas saķepināšanas Si3N4, ar augstu izturību un augstu blīvumu. Tomēr ražošanas izmaksas ir augstas, un saķepināšanas iekārtas ir sarežģītas. Saķepinātā korpusa lielās saraušanās dēļ izstrādājuma izmēru precizitāte zināmā mērā ir ierobežota. Ir grūti izgatavot sarežģītas detaļas. Var izgatavot tikai detaļas ar vienkāršām formām, un arī sagataves apstrāde ir sarežģīta.

(3) Atmosfēras spiediena saķepināšanas metode (PLS)

Saķepināšanas slāpekļa atmosfēras spiediena palielināšanas ziņā Si3N4 sadalīšanās temperatūra paaugstinās (parasti zem N2=1atm spiediena, no 1800 °C līdz sadalīšanai) pēc normāla spiediena saķepināšanas temperatūras diapazonā {{4 }} grādu C, un pēc tam gaisa spiedienā saķepināšanu veic temperatūras diapazonā 1800---2000 grādi. Šīs metodes mērķis ir izmantot gaisa spiedienu, lai veicinātu Si3N4 keramikas blīvēšanu, tādējādi uzlabojot keramikas izturību. Iegūto produktu īpašības ir nedaudz zemākas nekā karstās presēšanas saķepināšanai. Šīs metodes trūkumi ir līdzīgi karstās presēšanas saķepināšanai.

(4) Gāzes spiediena saķepināšanas metode (GPS)

Pēdējos gados cilvēki ir veikuši daudz pētījumu par gaisa spiediena saķepināšanu un sasnieguši lielu progresu. Silīcija nitrīda saķepināšana ar gāzes spiedienu tiek veikta aptuveni 2000 grādu temperatūrā zem spiediena 1 ~ 10 MPa. Augsts slāpekļa spiediens nomāc silīcija nitrīda pirolīzi. Pateicoties augstas temperatūras saķepināšanas izmantošanai, pietiek ar mazāku saķepināšanas palīglīdzekļu pievienošanu, lai veicinātu Si3N4 graudu augšanu un iegūtu augstas izturības keramiku ar garu kolonnu graudu augšanu in situ ar blīvumu > 99 procenti. Tāpēc gaisa spiediena saķepināšanu var izmantot laboratorijā. Tā ražošanā tiek pievērsta arvien lielāka uzmanība. Gāzes spiediena saķepinātajai silīcija nitrīda keramikai ir augsta stingrība, augsta izturība un laba nodilumizturība, un tā var tieši radīt dažādas sarežģītas formas tuvu galīgajai formai, kas var ievērojami samazināt ražošanas izmaksas un apstrādes izmaksas. Un tā ražošanas process ir tuvu cementēta karbīda ražošanas procesam, piemērots masveida ražošanai.

5. Pētījuma statuss

Si3N4 un Sialona keramikas saķepinātajiem ķermeņiem ir paredzēts superplastiskuma veidošanas process, neveidojot kompozītmateriālu un saglabājot vienotu stāvokli, un tiek nodrošināts atbilstoši procesam veidots saķepināts ķermenis. Silīcija nitrīda un Sialona saķepināts korpuss ar relatīvo blīvumu vairāk nekā 95 procentiem un lineāro blīvumu 50 μm saķepinātā ķermeņa divdimensiju šķērsgriezumā diapazonā no 120 līdz 250; Saspiešana izraisa plastisko deformāciju, kas notiek ar deformācijas ātrumu, kas mazāks par 10-1/s. Izveidotajam saķepinātajam korpusam ir lieliskas mehāniskās īpašības, īpaši normālā temperatūrā.

Si3N4 keramika ir svarīgs konstrukcijas materiāls. Tā ir īpaši cieta viela, kurai ir eļļošana un nodilumizturība; tas nereaģē ar citām neorganiskām skābēm, izņemot fluorūdeņražskābi, un tam ir spēcīga izturība pret koroziju un izturība pret augstu temperatūru. Oksidācija. Un tas var izturēt aukstuma un karstuma triecienus. To var uzkarsēt līdz vairāk nekā 1,000 grādiem gaisā, un tas nesadalīsies pēc ātras dzesēšanas un ātras uzsildīšanas. Tieši Si3N4 keramikas lielisko īpašību dēļ cilvēki to bieži izmanto gultņu izgatavošanai. , gāzes turbīnu lāpstiņas, mehānisko blīvgredzeni, pastāvīgās veidnes un citas mehāniskās sastāvdaļas. Ja dzinēja komponentu sildvirsma ir izgatavota no silīcija nitrīda keramikas, kas ir izturīga pret augstu temperatūru un grūti nodot siltumu, tas var ne tikai uzlabot dīzeļdzinēju kvalitāti, ietaupīt degvielu, bet arī uzlabot siltuma efektivitāti. . Ķīna, ASV, Japāna un citas valstis ir izstrādājušas šo dīzeļdzinēju.

Process pēc saķepināšanas

Apstrādes iekārtas: aprīkotas ar CNC gravēšanas mašīnu, bezcentra slīpēšanas, iekšējās un ārējās cilindriskās slīpēšanas, virsmas slīpēšanas, CNC virpas apstrādes centru, stiepļu griešanas, virpošanas, frēzēšanas, slīpēšanas un citām augstas precizitātes ražošanas un testēšanas iekārtām.

Veidnes un pārbaudes armatūra

1. Pelējuma kalpošanas laiks: parasti daļēji pastāvīgs. (izņemot zaudētās putas).

2. Veidņu piegādes laiks: 10-25 dienas (atbilstoši produkta struktūrai un izmēram).

3. Instrumentu un veidņu apkope: Zhongwei ir atbildīgs par precizitātes daļām.

Kvalitātes kontrole

1. Kvalitātes kontrole: defektu līmenis ir mazāks par 0,1 procentu .

2. Paraugi un izmēģinājuma darbība tiks 100 procenti pārbaudīti ražošanas laikā un pirms nosūtīšanas, paraugu pārbaude masveida ražošanai saskaņā ar ISDO standartiem vai klientu prasībām.

3. Pārbaudes aprīkojums: apaļuma mērīšanas instruments, trīs koordinātu mērinstruments, attēla koordinātu mērinstruments, sešstūra trīs koordinātu mērinstruments, attēla mērinstruments, blīvuma mērinstruments, gluduma mērinstruments, mikro Vickers cietības mērītājs.

Pieteikums

Izmantojot Si3N4 vieglo svaru un stingrību, to var izmantot, lai ražotu lodīšu gultņus, kuriem ir augstāka precizitāte nekā metāla gultņiem, tie rada mazāk siltuma un var darboties augstākā temperatūrā un korozīvā vidē. Tvaika sprauslām, kas izgatavotas no Si3N4 keramikas, piemīt nodilumizturības un karstumizturības īpašības. Tiem nav acīmredzamu bojājumu pēc vairāku mēnešu lietošanas 650 grādu katlā, savukārt citas karstumizturīgas leģētā tērauda sprauslas tādos pašos apstākļos var izmantot tikai 1-2 mēnešus. .Si3N4 kvēlsvece, ko kopīgi izstrādājuši Šanhajas Silikāta institūts, Ķīnas Zinātņu akadēmija, Šanhajas Iekšdedzes dzinēju institūts, Elektrotehnikas un mašīnbūves ministrija un Zhongwei Precision, atrisina sarežģītās dīzeļdzinēju aukstās palaišanas problēmu un ir piemērota tiešai darbībai. iesmidzināšanas vai tiešās iesmidzināšanas dīzeļdzinēji. Šī kvēlsvece ir vismodernākā un ideālākā mūsdienās pieejamā dīzeļdzinēja aizdedzes ierīce. Japānas Atomenerģijas institūts un Mitsubishi Heavy Industries veiksmīgi izstrādāja jaunu jēlnaftas sūkni ar rotoru, kas sastāv no 11 Si3N4 keramikas pagrieziena platformām sūkņa korpusā. Tā kā sūknis izmanto Si3N4 keramikas rotoru ar nelielu termiskās izplešanās koeficientu un precīzu gaisa gultni, tas var darboties normāli bez eļļošanas un dzesēšanas vides. Ja šo sūkni apvieno ar ultravakuuma sūkni, piemēram, turbo-molekulāro sūkni, var izveidot vakuuma sistēmu, kas piemērota kodolsintēzes reaktoriem vai pusvadītāju apstrādes iekārtām.

Iepriekš minētie ir tikai daži Si3N4 keramikas kā strukturālo materiālu pielietojuma piemēri. Tiek uzskatīts, ka, uzlabojot Si3N4 pulvera ražošanas, formēšanas, saķepināšanas un apstrādes tehnoloģiju, tā veiktspēja un uzticamība turpinās uzlaboties, un silīcija nitrīda keramika tiks izmantota plašāk. Pateicoties Si3N4 izejmateriālu tīrības uzlabošanai, Si3N4 pulverformēšanas tehnoloģijas un saķepināšanas tehnoloģijas straujajai attīstībai un nepārtrauktai pielietojuma jomu paplašināšanai, Si3N4 ieņem arvien nozīmīgāku vietu kā inženiertehniskā strukturālā keramika. Si3N4 keramikai ir izcilas visaptverošas īpašības un bagātīgi resursi, un tas ir ideāls augstas temperatūras strukturāls materiāls ar plašām pielietojuma jomām un tirgiem, un visas pasaules valstis sacenšas par pētniecību un attīstību. Keramikas materiāliem ir tādas īpašības kā nodilumizturība, izturība pret koroziju, izturība pret augstu temperatūru, izturība pret oksidēšanu, izturība pret termisko triecienu un zems īpatnējais svars, ko ir grūti salīdzināt ar vispārējiem metāla materiāliem. Silīcija nitrīda keramikas daļas var izturēt skarbos darba apstākļus, ko nespēj metāli vai polimēru materiāli, un silīcija nitrīda keramikas detaļām ir plašas pielietošanas iespējas. Pēc metāla materiāliem un polimērmateriāliem tas ir kļuvis par galveno pamatmateriālu, kas atbalsta pīlāru nozari 21. gadsimtā, un ir kļuvis par vienu no aktīvākajām pētniecības jomām. Mūsdienās valstis visā pasaulē piešķir lielu nozīmi tās pētniecībai un attīstībai. Kā nozīmīgs augstas temperatūras strukturālās keramikas grupas loceklis Pirmajai Si3N4 keramikai ir izcilākas mehāniskās īpašības, termiskās īpašības un ķīmiskā stabilitāte nekā citai augstas temperatūras strukturālajai keramikai, piemēram, oksīda keramikai un karbīda keramikai. Tāpēc tie tiek uzskatīti par perspektīvākajiem materiāliem augstas temperatūras strukturālajā keramikā.