Gewöhnliches Festphasensintern

In der Vergangenheit wurden Keramiken gewöhnlich in Schweröl-Tunnelofen gesintert, während heutzutage hauptsächlich in Elektroofen, einschließlich Röhrenofen, Vertikalofen, Kastenofen usw., und die Sinterumgebung durch die Leistungsanforderung des Produkts, auch durch wirtschaftliche, bestimmt wird Faktor. Schutzgas kann verwendet werden, wie Wasserstoff, Argon, Stickstoff, kann auch im Vakuum oder nur atmosphärischen Zustand gesintert werden. Für einige Oxidprodukte, insbesondere Halbleiterkeramiken, ist die Produktqualität sehr empfindlich gegenüber der Sauerstoffkonzentration der Sinterumgebung.

Es ist schwierig, reine Keramik zu sintern. Wenn es die Leistung nicht beeinträchtigt, werden einige Sinterhilfsmittel zugesetzt, um die Sintertemperatur zu senken. Wenn zum Beispiel Sinter-Al 2 O 3, ein Fleck aus Tio 2, MgO, MnO hinzugefügt wird und MgO, Y 2 O 3, Al 2 O 3 zum Sintern von Si 3 N 4 verwendet werden können, kann die Temperatur signifikant verringert werden. Eine weitere effektive Maßnahme ist die Verringerung der Pulverpartikelgröße, da die geringere Größe, die höhere Grenzflächenenergie, was einen leichteren Sinterprozess bedeutet.

Reaktionssintern, RS 或 Reaktionsbandierung, RB

Reaktionssintern

Beim Reaktionssintern von Si3N4 wird poröses Silizium in N2-Umgebung gepresst, auf 1400 ° C erhitzt und Si3N4 gebildet. Da es sich um eine exotherme Reaktion handelt, ist es sehr wichtig, die Reaktionsgeschwindigkeit zu kontrollieren. Wenn die Reaktion zu schnell ist, ist die lokale Temperatur höher als der Schmelzpunkt von Silicium, daher wird einerseits eine weitere Reaktion blockiert, und andererseits wird ein großes Korn im Produkt gebildet. Wenn die Reaktion fortschreitet, wird es für die Stickstoffdiffusion immer schwieriger werden, daher kann die Reaktion nicht vollständig beendet werden, so dass die Produktdichte relativ niedrig ist und üblicherweise bis zu etwa 90% reicht.

Beim Reaktionssintern von Si 2 ON 2 werden Si, SiO 2 und CaF 2 (oder glasbildendes Mittel wie CaO, MgO) gemischt und unter Hochtemperaturbedingungen zu Rohling gepresst, wobei Silicium mit Sintergas reagiert und CaF 2, CaO, MgO eine Glasphase bilden mit SiO 2. Stickstoff wird in geschmolzenes Glas diffundieren, und Si 2 ON 2 -Kristall wird sich aus der stickstoffgesättigten Glasphase abscheiden, die Dichte des reaktionsgesinterten Siliziumoxynitrids wird höher als 90% sein.

Reaktionssintern von SiC taucht porösen Rohling in flüssiges Silizium ein und erhält das Endprodukt.

Der Vorteil des Reaktionssinterns besteht darin, dass die Größe des Rohlings während des Prozesses im Wesentlichen unverändert bleibt, um die Produktionsdimension präzise zu halten. Prozess ist einfach und ökonomisch, so gilt für die Massenproduktion. Es besteht jedoch auch der Nachteil, dass aufgrund der geringen Dichte die mechanischen Eigenschaften des Materials nicht hoch sind.