Přečtěte si tajemství lisování, slinování a tvarové kontroly oxidu zirkoničitého a nitridu křemíku v jednom článku

2026-05-21

1. Základní proces výrobního procesu průmyslové keramiky

Výroba průmyslové keramiky (také známé jako pokročilá keramika nebo inženýrská keramika) je přísný proces přeměny sypkých anorganických nekovových prášků na přesné díly s vysokou pevností, odolností proti opotřebení, vysokou teplotní odolností nebo speciálními elektrickými vlastnostmi. . Jeho standardní proces výroby jádra obvykle zahrnuje následující Pět hlavních etap.

Příprava prášku Precizně promíchejte vysoce čisté suroviny. Aby měl prášek při následném formování dobrou tekutost a pojivovou sílu, je nutné přidat vhodné množství organického pojiva, lubrikantu a dispergačního činidla. Po vysokovýkonném míchání v kulovém mlýnu a sušení rozprašováním vzniká granulovaný prášek s rovnoměrnou distribucí velikosti částic.
Formování zeleného těla Podle geometrického tvaru a rozsahu hromadné výroby produktu se granulovaný prášek lisuje nebo vstřikuje do formy mechanickými prostředky. Mezi hlavní metody lisování patří lisování za sucha a izostatické lisování za studena ( CIP ), keramické vstřikování ( CIM ) a odlévání pásky.
Zelené zpracování a odstranění vazby Vzniklé zelené těleso obsahuje velké množství organických pojiv. Před formálním slinováním musí být umístěn do pece na odstraňování pojiva a pomalu zahříván na vzduchu, aby došlo k pyrolýze nebo těkání (odmaštění). Tvrdost surového tělesa po odstranění pojiva je nízká a je snadné provádět předběžné mechanické zpracování, jako je vrtání a řezání.
Vysokoteplotní slinování Toto je kritický krok k dosažení konečných mechanických vlastností keramiky. Rozpojené surové těleso je umístěno do vysokoteplotní slinovací pece. Mezi zrny dochází k přenosu hmoty a vazbě. Póry se postupně vypouštějí. Zelené těleso podléhá prudkému zmenšení objemu a nakonec dosáhne zhuštění.
Přesné obrábění a kontrola Vzhledem k tomu, že keramika po slinování má extrémně vysokou tvrdost (obvykle hned po diamantu) a má určitý stupeň slinovací deformace, pokud chtějí dosáhnout rozměrových tolerancí na mikronové úrovni nebo zrcadlové drsnosti povrchu, musí být tvrdě a přesně zpracovány pomocí diamantových brusných kotoučů a brusných past a konečně komplexní kontrola kvality pomocí vysoce přesných přístrojů, jako jsou trojrozměrné souřadnice.

2. Porovnání procesních charakteristik mezi oxidem zirkoničitým a nitridem křemíku

Mezi moderní pokročilé strukturální keramiky patří oxid zirkoničitý a nitrid křemíku Jsou zastoupeny dva systémy. První jmenovaná je typická oxidová keramika s vynikající vysokou houževnatostí a estetikou; nitrid křemíku Je to neoxidová keramika s vysokou kovalentní vazbou a má vynikající vlastnosti v tvrdosti, stabilitě proti tepelnému šoku a v prostředí s extrémně vysokou teplotou. Následuje srovnání klíčových parametrů výrobního procesu těchto dvou.

Procesní dimenze	Zirkonová keramika (ZrO₂)	nitrid křemíku陶瓷 (Si₃N₄)
klasický teplota slinování stupně	1350 °C - 1500 °C Zhuštění lze dokončit za normálního tlaku vzduchu a náklady na zařízení jsou nízké.	1700 °C - 1850 °C Aby se zabránilo vysokoteplotnímu rozkladu, musí být při tlakovém slinování zaváděn vysokotlaký dusík (1-10 MPa).
Řízení smrštění čáry	20 % - 22 % (velké a stabilní) Hustota balení prášku je rovnoměrná a výpočet faktoru zesílení formy je extrémně pravidelný.	15 % - 18 % (relativně malé, ale vysoce nestálé) Technologie kontroly velikosti, ovlivněná difúzí a rychlostí změny fáze kapalných fázových přísad, je obtížná.
Fázové změny a objemové efekty	Existuje stres ze změny fáze Při ochlazování se tetragonální fáze přeměňuje na monoklinickou fázi s objemovou expanzí 3%-5% a je třeba zavést stabilizátory, jako je oxid yttrium, aby se zabránilo praskání.	Změna fáze Během slinování se fáze α přeměňuje na fázi β a vytváří vzájemně propletenou sloupcovou krystalickou propletenou strukturu, která může výrazně zlepšit houževnatost matrice.
Hlavní proces formování	Suché lisování/za studena izostatické lisování, keramické vstřikování (CIM) Prášek má vysokou hustotu, dobrou tekutost, snadné lisování a hromadnou výrobu speciálních tvarů.	Izostatické lisování za studena (CIP), lisování Vlastní hustota prášku je nízká, nadýchaný a obtížně stlačitelný, proto se často používá vícesměrný vysokotlaký CIP.

��Tipy pro výrobu průmyslového přistání: Srdce průmyslové keramické výroby leží v Dokonalá shoda mezi „křivkou teploty a času“ a „kompenzací smrštění“. Obtížnost oxidu zirkoničitého spočívá především ve fázi supertvrdého broušení po slinování (vysoká ztráta nástroje a nízká účinnost); zatímco bariéra jádra nitridu křemíku spočívá v jeho přísném procesu spékání s ultravysokým tlakem vzduchu / horkého izostatického lisování a důvěrném složení slinovacích pomůcek pro přenos hmoty kovalentní vazbou s nízkou teplotou tání.

PREV：Tato technologie 3D tisku v černé barvě přivádí lidské kosti zpět k životu DALŠÍ：Co je funkční keramika a proč mění moderní průmysl?