כיצד מסוננים ויוצרים מוצרי סיליקון ניטריד?

פריטים רבים בחברה של היום הם מוצרים כימיים. אנשים רבים יודעים שמלבד פריטים יומיומיים, אפילו מוצרים תעשייתיים רבים דורשים רכיבים כימיים. מעטים יודעים שסיליקון ניטריד משמש גם בעבודות יד רבות, מה שמוכיח את מגוון היישומים הרחב שלו. עם זאת, אנשים רבים תוהים כיצד נוצרים מוצרי סיליקון ניטריד. בואו נדון בזה ביתר פירוט.

מוצרי סיליקון ניטריד

למוצרי סיליקון ניטריד יש סיכוי פיתוח רחב מאוד. בעיקר, הם עמידים-לטמפרטורות גבוהות, מה שהופך את היישומים שלהם לרחבים מאוד-. הם גם בעלי חוזק גבוה מאוד, מציגים עמידות בפני זעזועים תרמיים גבוהים, קשיחות גבוהה לעייפות, חוזק כיפוף גבוה בטמפרטורת החדר, עמידות בפני שחיקה, עמידות חמצון ועמידות בפני קורוזיה, בין מאפייני ביצועים גבוהים אחרים. הם היו בשימוש נרחב בתעשיות שונות.

קיימות שלוש שיטות סינטר לסיליקון ניטריד. הראשון הוא סינטר תגובתי, הדורש לחיצה של אבקת סיליקון לתוך קומפקט ירוק בצורה הרצויה ולאחר מכן -חנקה מראש בכבשן חנקה. הקומפקט הירוק המנוטרד מראש כבר בעל חוזק מסוים וניתן לעיבוד. לאחר מכן, בטמפרטורה מעל נקודת ההיתוך של הסיליקון, הקומפקט הירוק מושחת שוב לצורך ניטרידה מלאה, וכתוצאה מכך נוצר מוצר עם שינויים מימדיים מינימליים.

מוצרי סיליקון ניטריד אלה בדרך כלל אינם דורשים עיבוד מורכב במיוחד; הם צריכים רק טחינה רציפה לפני השימוש. שיטה זו מתאימה לייצור צורות מורכבות או לייצור חלקים מדויקים במידות. זמן הניטריצה ​​אמנם ארוך במיוחד, אבל גם העלות שלו נמוכה למדי, ולכן חברות רבות בוחרות בשיטה זו.

השיטה השנייה היא סינטר לחץ אטמוספרי. זה דורש אבקת סיליקון ניטריד עדינה במיוחד, -אלומינה ו-טוהר גבוהה. עם זאת, חשוב לציין שיש להוסיף כמות קטנה של עזר סינטר. לאחר העיצוב, מבוצעים סינטר ותהליכים נוספים להשלמת התהליך.

עם זאת, מכיוון ששיטה זו מקשה מאוד לייצר חומרי גלם סיליקון ניטריד טהורים בצפיפות- גבוהה, יש צורך בעזר סינטר כדי להגיב עם SiO2 על פני אבקת Si3N4 כדי להשיג חומרי גלם בעלי ביצועים גבוהים. תגובה זו יוצרת שלב נוזלי בטמפרטורות גבוהות, ומשלימה את התהליך כולו. לאחר מכן, נעשה שימוש במנגנון פירוק ופילינג, וכתוצאה מכך תוצר סיליקון ניטריד צפוף מאוד.

הבא הוא שיטת לחץ הגז. עם התקדמות מתמשכת ומחקר בשנים האחרונות, התקדמויות משמעותיות בוצעו בסינטר לחץ גז. סינת לחץ גז של סיליקון ניטריד מתבצעת בלחץ של 1-10 MPa וטמפרטורה של בסביבות 2000 מעלות. לחץ החנקן הגבוה מעכב את הפירוק בטמפרטורה גבוהה של סיליקון ניטריד.

יש לציין שמכיוון שבמחקר זה נעשה שימוש בטמפרטורות גבוהות, ניתן לקדם את צמיחת התבואה אפילו עם מעט עזרי סינטרה יחסית. בכך מסתיים ההסבר כיצד נוצרים מוצרי סיליקון ניטריד.