알파 Si3N4 실리콘 질화물

 

질화 규소는 화학식 Si3N4를 갖는 무기 물질입니다. 높은 경도, 고유한 윤활성, 내마모성 및 원자 결정을 갖춘 중요한 구조용 세라믹 재료입니다. 고온에서 산화에 강합니다. 또한 추위와 더위의 영향을 견딜 수 있습니다. 공기 중에서 1000도 이상 가열한 후 빠르게 식힌 후 빠르게 가열하면 깨지지 않습니다.

 

 

 

	-Si3N4
결정 구조	육각형 Si3N4상;
밀도	-Si3N4에 비해 밀도가 낮습니다.
온도 안정성	일반적으로 약 1300도까지 낮은 온도에서 안정적입니다.
속성	적당한 온도에서 우수한 내산화성을 가지며 고온 안정성이 요구되지 않는 용도에 적합합니다.

 

질화규소 생산 공정

질화규소 제품은 제조공정에 따라 반응소결제품, 열간압착제품, 대기소결제품, 등압압제품, 반응재용해제품으로 나눌 수 있다. 그 중 반응소결은 질화규소 내화제품을 생산하는 일반적인 방법이다.

 

질화규소 제품을 생산하기 위한 반응소결법은 미세하게 분쇄된 규소 분말(일반적으로 입자 크기가 80μm 미만)을 기계 또는 등압성형에 의해 형성하는 것입니다. 성형체를 건조시킨 후 질소 중에서 1350 - 1400도까지 가열합니다. 소결하는 동안 질화가 동시에 발생합니다. 이 생산방식은 원료의 상태, 소성과정, 대기조건 등이 제품의 성능에 큰 영향을 미칩니다.

 

실리콘 분말에는 Fe, Ca, Al, Ti 등과 같은 불순물이 많이 포함되어 있습니다. Fe는 반응 과정에서 촉매로 간주됩니다. 실리콘의 확산을 촉진할 수 있지만 동시에 기공 등의 결함을 유발할 수 있습니다. 첨가제로서 Fe의 주요 기능: 반응 과정에서 촉매로 사용되어 제품 표면에 SiO2 산화막 형성을 촉진할 수 있습니다. 규산철 용융 시스템을 형성하기 위해 질소는 액체 FeSi2에 용해되어 -Si3N4의 형성을 촉진합니다. 그러나 철 입자가 너무 크거나 함량이 너무 높으면 제품에 기공 등의 결함이 발생하여 성능이 저하될 수도 있습니다. 일반적으로 철은 0~5% 첨가됩니다. Al, Ca 및 Ti와 같은 불순물은 실리콘과 쉽게 공융을 형성할 수 있습니다. 적절한 첨가는 소결을 촉진하고 제품의 성능을 향상시킬 수 있습니다.

 

실리콘 분말의 입자 크기가 미세하고 비표면적이 클수록 소결 온도를 낮출 수 있습니다. 더 큰 입자 크기의 실리콘 분진과 비교하여 제품의 -Si3N4 함량은 더 미세한 실리콘 분말의 경우 더 높습니다. 실리콘 분말의 입자 크기를 줄이면 제품의 미세한 기공 크기를 줄일 수 있습니다. 올바른 입자 크기 비율은 제품의 밀도를 증가시킬 수 있습니다.

온도는 질화 속도에 큰 영향을 미칩니다. 질화 반응은 970-1000도에서 시작되며 반응 속도는 약 1250도까지 증가합니다. 고온 단계에서 온도가 실리콘의 융점(1420도)을 빠르게 초과하면 발열 반응으로 인해 실리콘 흐름이 쉽게 발생하여 실리콘 분말이 녹아 붕괴됩니다.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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