질화규소 세라믹 부품

질화규소 세라믹은 소결시 수축되지 않는 무기재료 세라믹입니다. 질화규소는 매우 강하며 특히 열간압착된 질화규소는 세계에서 가장 단단한 물질 중 하나입니다. 질화규소 세라믹 부품은 고강도, 저밀도 및 고온 내성의 특성을 가지고 있습니다.

Si3N4 세라믹은 공유결합 화합물로 기본 구조단위는 [SiN4]사면체이며, 규소 원자는 정사면체의 중심에 위치하며, 사면체의 네 꼭짓점에 위치하는 4개의 질소 원자가 주위에 있으며, 그리고 3마다 각 사면체는 원자의 형태를 공유하여 3차원 공간에서 연속적이고 견고한 네트워크 구조를 형성합니다.

Zhongwei Precision은 국내외 고객에게 고강도, 고인성, 내마모성, 내식성 및 고온 내성을 갖춘 고급 세라믹을 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다. 정밀 세라믹 분야에서 산업용 정밀 고급 세라믹 제품의 연구 개발, 생산 및 판매를 통합하는 하이테크 기업입니다. 다양한 현대식 고정밀 장비로 세라믹 분말 준비, 그린 바디 성형, 고온 소결에서 세라믹 재료 마무리까지 세라믹 부품의 전체 생산 공정 완료를 독립적으로 실현했습니다.

제품 데스작성

1. 구현 표준: 회사는 ISO9001 인증을 엄격하게 구현하고 제품은 ROHS, FDA EU 인증 등을 통과했습니다.

2. 제품 재료 표준: ISO, GB, ASTM, SAE, EN, DIN, BS, AMS, JIS, ASME, DMS, TOCT, GB

3. 주요 공정: 그라우팅, 사출 성형, 테이프 주조, 등압 프레스, 3D 인쇄

4. 세라믹에 사용 가능한 재료:

주로 완성된 세라믹 막대, 세라믹 튜브, 세라믹 링, 세라믹 플레이트, 세라믹 흡입 컵, 세라믹 블레이드 및 기타 특수 모양의 세라믹 구조물을 생산합니다. 주요 세라믹 재료는 알루미나, 지르코니아, 탄화규소, 질화규소 및 질화알루미늄 세라믹입니다. 고온 저항, 내마모성, 내식성, 산 및 알칼리 저항, 항자성, 내압성. 그리고 3D 프린팅 등은 고객의 요구 사항에 따라 맞춤화됩니다.

결합 된 튜브, 높은 내마모성은 재료 마모 및 충격에 효과적으로 저항합니다.

제품의 준비 방법 및 현황

1. 기본 속성

질화규소의 많은 특성은 이 구조에 기인합니다. 순수한 Si3N4는 3119이며, 및 의 두 가지 결정 구조가 모두 육각형입니다. 분해 온도는 공기 중 1800도, 질소 011MPa에서 1850도입니다. Si3N4는 열팽창 계수가 낮고 열전도율이 높아 내열충격성이 우수합니다. 열압착 소결 질화규소는 1000도까지 가열하여 찬물에 넣어도 부서지지 않습니다. 너무 높지 않은 온도에서 Si3N4는 강도와 내충격성이 높지만 1200도 이상 사용 시간이 증가하면 손상되어 강도가 감소하고 1450도 이상에서는 피로 ​​손상이 더 잘 일어나므로 Si3N4 작동 온도 일반적으로 1300도를 초과하지 않습니다. Si3N4의 낮은 이론 밀도로 인해 강철 및 엔지니어링 초합금 강철보다 훨씬 가볍습니다. 따라서 고강도, 저밀도, 고온 저항 및 기타 특성을 가진 재료가 필요한 곳에서 합금강을 대체하기 위해 질화규소 세라믹 부품을 사용하는 것은 또 다른 시간입니다. 그 이상입니다.

2. 물성

우수한 고온 엔지니어링 재료로서 Si3N4 세라믹 재료는 고온 분야의 응용 분야에서 가장 이점을 발휘할 수 있습니다. Si3N4의 향후 개발 방향은 (1) Si3N4 자체의 우수한 특성을 최대한 활용하고 활용하는 것입니다. (2) Si3N4 분말이 소결될 때 일부 새로운 플럭스를 개발하고 기존 플럭스의 최상의 구성 요소를 연구하고 제어합니다. (3) 밀링, 성형 및 소결 공정을 개선하기 위해; ⑷ 보다 고성능의 복합재료 생산을 위해 Si3N4와 SiC 및 기타 재료의 복합재료를 개발한다. 자동차 엔진에 Si3N4 세라믹을 적용하는 것은 새로운 고온 구조 재료의 개발을 위한 새로운 상황을 만들었습니다. 자동차 산업은 그 자체로 다양한 기술이 집약된 종합 산업입니다. 중국은 유구한 역사를 가진 고대문명이며 도자 발전의 역사에서 눈부신 업적을 이룩하였다. 개혁개방의 과정을 거쳐 언젠가는 중국도 세계 자동차산업의 대국에 속하게 될 것이며 도자기 산업의 발전을 위해 더 큰 영광을 안게 될 것이다.

고온에 매우 강하며 1200도의 고온에서도 강도가 떨어지지 않고 유지됩니다. 가열 후 용융물로 녹지 않으며 1900도까지 분해되지 않습니다. 그리고 30% 이하의 가성 소다 용액은 또한 많은 유기산의 부식에 저항할 수 있습니다. 동시에 고성능 전기 절연 재료입니다.

3. 처리방법

규소 분말을 원료로 하여 통상의 성형법으로 원하는 형상으로 먼저 성형하고 1200℃의 고온에서 질소 중에서 예비 질화하여 규소 분말의 일부가 반응하도록 한다. 질화규소를 형성하기 위해 질소와 함께. 몸 전체에는 이미 일정한 힘이 있습니다. 그런 다음 1350도 ~ 1450도의 고온로에서 두 번째 질화를 수행하여 질화 규소로 반응시킵니다. 이론 밀도가 99%인 질화규소는 열간 프레스 소결로 얻을 수 있습니다.

4. 제조방법

질화규소 세라믹 부품의 준비 기술은 지난 몇 년 동안 빠르게 발전했습니다. 제조 기술은 주로 반응 소결법, 열간 프레스 소결법, 대기압 소결법, 공기압 소결법 및 기타 유형에 중점을 둡니다. 다양한 준비 공정으로 인해 다양한 유형의 질화규소 세라믹은 미세 구조가 다릅니다(예: 다공성 및 기공 형태, 입자 형태, 입계 형태 및 입계 2차 상 함량 등). 따라서 성능이 크게 다릅니다. 우수한 성능의 Si3N4 세라믹 재료를 얻으려면 먼저 고품질의 Si3N4 분말을 준비해야 합니다. 다양한 방법으로 제조된 Si3N4 분말의 품질이 정확히 동일하지 않아 용도의 차이가 발생하고 많은 세라믹 재료 응용의 실패는 종종 개발자가 다양한 세라믹 분말의 차이점을 이해하지 못하기 때문에 충분하지 않습니다. 그들의 속성에 대한 이해. 일반적으로 고품질 Si3N4 분말은 고상 함량, 균일한 조성, 세라믹 내 불순물이 적고 균일한 분포, 작은 입자 크기 및 좁은 입자 크기 분포 및 우수한 분산성의 특성을 가져야 합니다. 좋은 Si3N4 분말의 상은 최소 90%를 차지해야 합니다. 왜냐하면 Si3N4의 소결 과정에서 상의 일부가 상으로 변형되고 상 함량이 충분하지 않아 세라믹 재료의 강도가 감소하기 때문입니다. .

(1) 반응 소결법(RS)

일반적인 성형 방법이 채택됩니다. 먼저, 실리콘 분말을 원하는 모양의 성형체로 압축한 다음, 전질화(부분 질화) 소결을 위해 질화로에 넣습니다. 사전 질화 그린 바디는 특정 강도를 가지며 다양한 기계적 가공(예: 터닝, 플래닝, 밀링, 드릴링)을 수행할 수 있습니다. 마지막으로, 실리콘의 융점보다 높은 온도에서; 미가공체는 다시 완전히 질화되고 소결되어 치수 변화가 거의 없는 제품을 얻습니다(즉, 미가공체 소결 후 수축률은 매우 작고 선형 수축률은 < 011%임).="" 제품을="" 갈지="" 않고="" 사용할="" 수="" 있습니다.="" 반응="" 소결법은="" 복잡한="" 형상과="" 정밀한="" 치수의="" 부품="" 제조에="" 적합하며="" 비용도="" 저렴하지만="" 질화="" 시간이="" 매우="">

(2) 핫 프레스 소결(HPS)

Si3N4 분말과 소량의 첨가제(MgO, Al2O3, MgF2, Fe2O3 등)를 1916 MPa 이상의 압력과 1600도 이상의 온도에서 열간 프레스 소결합니다. 영국과 미국의 일부 기업에서 사용하는 열간압착 소결 Si3N4 세라믹은 강도가 981MPa 이상으로 높다. 소결 중 첨가제 및 상 조성은 제품 특성에 큰 영향을 미칩니다. Si3N4 세라믹 소결 후 입계상 조성의 엄격한 제어와 적절한 열처리로 인해 온도가 1300도 (최대 490MPa 이상)에서도 강도가 크게 감소하지 않는 Si3N4 시리즈 세라믹 재료 )를 얻을 수 있고, 크리프 저항 Denaturation은 3배 정도 향상될 수 있습니다. Si3N4 세라믹 재료가 1400---1500도의 고온에서 사전 산화되면 세라믹 재료의 표면에 Si2N2O 상이 형성되어 Si3N4 세라믹의 내산화성 및 고온 강도를 크게 향상시킬 수 있습니다. . 열간 프레스 소결에 의해 생성된 Si3N4 세라믹의 기계적 특성은 고강도 및 고밀도로 반응 소결 Si3N4의 기계적 특성보다 우수합니다. 그러나 제조 비용이 높고 소결 장비가 복잡합니다. 소결체의 큰 수축으로 인해 제품의 치수 정확도가 어느 정도 제한됩니다. 복잡한 부품을 제조하는 것은 어렵습니다. 단순한 형상의 부품만 제작이 가능하며, 공작물의 가공도 어렵다.

(3) 대기압 소결법(PLS)

소결 질소 분위기의 압력 증가 측면에서, {{4}의 온도 범위에서 상압 소결 후 Si3N4 분해 온도가 증가합니다(보통 N{2}}기압에서 1800℃에서 분해됨). }}도 C, 그 다음 공기압 소결은 1800---2000도의 온도 범위에서 수행됩니다. 이 방법의 목적은 공기압을 사용하여 Si3N4 세라믹의 치밀화를 촉진하여 세라믹의 강도를 향상시키는 것입니다. 얻어진 제품의 특성은 열간 프레스 소결의 특성보다 약간 낮습니다. 이 방법의 단점은 핫 프레싱 소결과 유사합니다.

(4) 가스압 소결법(GPS)

최근 몇 년 동안 사람들은 공기압 소결에 대한 많은 연구를 수행하여 큰 발전을 이뤘습니다. 질화규소의 가스압 소결은 1~10MPa의 압력 하에서 약 2000도의 온도에서 수행된다. 높은 질소 압력은 질화규소의 열분해를 억제합니다. 고온 소결의 사용으로 인해 소결 보조제를 더 적게 첨가하면 Si3N4 입자의 성장을 촉진하고 밀도가 > 99%인 긴 원주형 입자의 제자리 성장을 갖는 고인성 세라믹을 얻을 수 있습니다. 따라서 기압 소결은 실험실에서 사용할 수 있으며 생산에서 점점 더 주목을 받고 있습니다. 가스 압력 소결 질화 규소 세라믹은 높은 인성, 고강도 및 우수한 내마모성을 가지며 최종 형상에 가까운 다양한 복잡한 형상을 직접 생산할 수 있어 생산 비용 및 가공 비용을 크게 줄일 수 있습니다. 그리고 그 생산 공정은 초경합금 생산 공정에 가깝고 대량 생산에 적합합니다.

5. 연구현황

Si3N4 및 사이알론 세라믹 소결체의 경우, 복합재료를 형성하지 않고 단일 상태를 유지하면서 초가소성으로 형성하는 공정이 제공되고, 이에 따라 형성된 소결체가 제공된다. 120 내지 250 범위의 소결체의 2차원 단면에서 상대 밀도가 95% 이상이고 선밀도가 50㎛인 질화규소 및 사이알론 소결체; 압축으로 인해 10-1/초 미만의 변형률에서 소성 변형이 발생합니다. 형성된 소결체는 특히 상온에서 우수한 기계적 물성을 갖는다.

Si3N4 세라믹은 중요한 구조 재료입니다. 윤활성과 내마모성을 가진 초경질 물질입니다. 불산을 제외한 다른 무기산과 반응하지 않으며 내식성과 고온저항이 강하다. 산화. 그리고 추위와 더위의 충격을 견딜 수 있습니다. 공기 중에서 1,{3}}도 이상 가열될 수 있으며 급속 냉각 및 급속 가열 후에도 파손되지 않습니다. 사람들이 베어링을 만드는 데 자주 사용하는 것은 바로 Si3N4 세라믹의 우수한 특성 때문입니다. , 가스 터빈 블레이드, 기계적 밀봉 링, 영구 금형 및 기타 기계 부품. 엔진 부품의 가열 표면이 고온에 강하고 열 전달이 어려운 질화 규소 세라믹으로 만들어지면 디젤 엔진의 품질을 향상시키고 연료를 절약할 수 있을 뿐만 아니라 열효율을 향상시킬 수 있습니다. . 중국, 미국, 일본 및 기타 국가에서 이 디젤 엔진을 개발했습니다.

소결 후 공정

가공 장비: CNC 조각 기계, 센터리스 연삭, 내부 및 외부 원통형 연삭, 표면 연삭, CNC 선반 머시닝 센터, 와이어 커팅, 터닝, 밀링, 연삭 및 기타 고정밀 생산 및 테스트 장비를 갖추고 있습니다.

금형 및 검사 설비

1. 금형 수명: 일반적으로 반영구적. (잃어버린 거품 제외).

2. 금형 배송 시간: 10-25일(제품 구조 및 제품 크기에 따라 다름).

3. 툴링 및 금형 유지 보수: Zhongwei는 정밀 부품을 담당합니다.

품질 관리

1. 품질 관리: 불량률은 0.1퍼센트 미만입니다.

2. 샘플 및 시운전은 ISDO 표준 또는 고객 요구 사항에 따라 대량 생산을 위해 생산 중 및 선적 전에 100% 검사됩니다.

3. 테스트 장비: 진원도 측정기, 3좌표 측정기, 이미지 좌표 측정기, 육각형 3좌표 측정기, 이미지 측정기, 밀도 측정기, 평활성 측정기, 마이크로 비커스 경도 시험기.

신청

Si3N4의 가벼운 무게와 강성을 활용하여 금속 베어링보다 정밀도가 높고 발열이 적으며 고온 및 부식성 매체에서 작동할 수 있는 볼 베어링을 제조하는 데 사용할 수 있습니다. Si3N4 세라믹으로 만들어진 스팀 노즐은 내마모성과 내열성이 특징입니다. 다른 내열 및 내식성 합금강 노즐은 동일한 조건에서 1-2개월 동안만 사용할 수 있는 반면, 650도 보일러에서 몇 달 동안 사용한 후에도 명백한 손상이 없습니다. .Si3N4 예열 플러그는 상하이 규산염 연구소, 중국 과학원, 상하이 내연 기관 연구소, 전기 및 기계 공학부 및 Zhongwei Precision이 공동으로 개발한 디젤 엔진의 어려운 냉간 시동 문제를 해결하고 직접 분사 또는 비직접 분사 디젤 엔진. 이 예열 플러그는 오늘날 사용 가능한 가장 진보되고 이상적인 디젤 엔진 점화 장치입니다. 일본 원자력 연구소와 미쓰비시 중공업은 펌프 케이싱에 11개의 Si3N4 세라믹 턴테이블로 구성된 로터가 있는 새로운 원유 펌프를 성공적으로 개발했습니다. 펌프는 열팽창 계수가 작고 에어 베어링이 정밀한 Si3N4 세라믹 로터를 채택하기 때문에 윤활 및 냉각 매체 없이 정상적으로 작동할 수 있습니다. 이 펌프를 터보 분자 펌프와 같은 초진공 펌프와 결합하면 핵융합로나 반도체 처리 장비에 적합한 진공 시스템을 형성할 수 있다.

위의 내용은 구조 재료로 Si3N4 세라믹을 적용한 몇 가지 예에 불과합니다. Si3N4 분말 생산, 성형, 소결 및 가공 기술의 향상으로 성능과 신뢰성이 계속 향상되고 질화 규소 세라믹이 더 널리 사용될 것으로 믿어집니다. Si3N4 원료의 순도 향상, Si3N4 분말 성형 기술 및 소결 기술의 급속한 발전, 응용 분야의 지속적인 확장으로 인해 Si3N4는 엔지니어링 구조용 세라믹으로서 업계에서 점점 더 중요한 위치를 차지하고 있습니다. Si3N4 세라믹은 우수한 종합 특성과 풍부한 자원을 가지고 있으며 광범위한 응용 분야와 시장을 가진 이상적인 고온 구조 재료이며 세계 모든 국가가 연구 개발을 위해 경쟁하고 있습니다. 세라믹 재료는 내마모성, 내식성, 고온 내성, 내산화성, 내열충격성, 저비중 등 일반 금속재료와 비교하기 어려운 특성을 가지고 있습니다. 질화 규소 세라믹 부품은 금속 또는 폴리머 재료가 불가능한 가혹한 작업 환경을 견딜 수 있으며 질화 규소 세라믹 부품은 광범위한 응용 전망을 가지고 있습니다. 금속재료, 고분자재료에 이어 21세기 기둥산업을 지탱하는 핵심 기초재료가 되었으며 가장 활발한 연구분야 중 하나가 되었다. 오늘날 전 세계 국가들은 연구 개발을 매우 중요하게 생각합니다. 고온 구조 세라믹 제품군의 중요한 구성원으로서 첫 번째 Si3N4 세라믹은 산화물 세라믹 및 카바이드 세라믹과 같은 다른 고온 구조 세라믹보다 우수한 기계적 특성, 열적 특성 및 화학적 안정성을 가지고 있습니다. 따라서 고온 구조 세라믹에서 가장 유망한 재료로 간주됩니다.