Получение нитридной инструментальной керамики

24-03-2024

+++Особенность технологии керамики+++

---на основе нитрида кремния является возможность использования двух модификаций---

Особенностью технологии керамики на основе нитрида кремния является возможность использования двух модификаций исходного порошка а- или p-Si3N4, что существенным образом влияет на получаемую структуру материала. Причина заключается в том, что при нагревании а-модификации выше 1400 °С она становится термодинамически нестабильной и проявляет тенденцию к превращению в более стабильную р-модификацию. Такая нестабильность обусловливает повышенную растворимость a-Si3N4, что влияет на общую кинетику уплотнения и на структуру керамики.

Использование а- или p-порошка влияет также на условия перекристаллизации на стадии осаждения из жидкой фазы. Если порошок содержит большое количество Р-частиц нитрида кремния, осаждение материала мелких частиц, растворившихся в первую очередь, идет на крупных частицах в почти равновесных условиях. Это осаждение обеспечивает такую форму растущих частиц, при которой их поверхностная энергия будет минимальной, т. е. практически равноосную или сферическую. Если же порошок содержит в основном а-частицы, активное растворение этих частиц приводит к локальному пересыщению раствора, когда перенос массы к имеющимся изначально частицам ^-модификации затруднен вследствие их малого количества. При этом происходит спонтанное зарождение и кристаллизация мелких вытянутых зерен p-нитрида кремния, форма которых далека от равновесной. Такая форма частиц получается при наличии не менее 70 % а-фазы в смеси порошков и является оптимальной с точки зрения прочности и трещиностойкости материала. Как правило, технологические параметры при получении нитридокрем- ниевого материала подбираются таким образом, чтобы обеспечить максимальную вытянутость зерен, от степени которой эти свойства зависят.

Параметрами, влияющими на морфологию p-зерен, являются фазовые отношения а/р, характеристики жидкой фазы и технологические параметры процесса.