Получение нитридной инструментальной керамики

25-03-2024

+++Получение материалов с различными активирующими добавками+++

---Тип и количество добавок оказывают значительное влияние на процесс уплотнения и структуру полученного материала---

Получение материалов с различными активирующими добавками. Тип и количество добавок оказывают значительное влияние на процесс уплотнения и структуру полученного материала. Наиболее важными факторами, влияющими на характер жидкофазного спекания, являются: температура плавления продукта взаимодействия вводимой добавки с имеющимся в порошке Si02, количество и вязкость получаемой жидкой фазы при температурах спекания, растворимость азота в жидкой фазе, смачиваемость нитрида кремния жидкой фазой.

При взаимодействии добавок особо важным фактором также является количество оксида кремния в порошке и наличие ряда примесей, как правило, снижающих температуру начала образования и вязкость жидкой фазы.

Вводимые активирующие добавки можно разделить на различные группы по характеру их взаимодействия. К первой группе относятся оксиды металлов или их смеси, которые не образуют твердых растворов с нитридом кремния и концентрируются в жидкой фазе либо по границам зерен. Вторая группа содержит оксидные или смеси оксидных и неоксидных добавок, способных образовывать твердые растворы на базе Si3N4. К третьей группе относятся неоксидные добавки, направленные на то, чтобы обеспечить уплотнение, не увеличивая количество аморфной фазы по границам зерен. Данная группа добавок находится в стадии исследования возможности получения плотного материала с повышенными высокотемпературными свойствами.

В области инструментальной керамики наиболее применяемыми активаторами являются MgO, У203, (YA + AlA),ZrOtl а также компоненты, способные создавать структуру материалов типа SiAlON весьма незначительно и имеет место при температурах около 1800 °С. При использовании в качестве добавки MgO температура плавления эвтектики для смеси нитрида кремния, Si02 и MgO лежит на уровне 1515 °С, однако наличие примесей может привести к ее падению до 1400 °С и ниже. С увеличением температуры вязкость жидкой фазы снижается, что приводит к ускорению процесса растворения — переноса — осаждения.