1. 2つの主要なルート
窒化ケイ素（Si3N4）は主に2つのルートで製造されます。直接窒化はシリコン粉末を高温で窒素ガスと反応させますが、炭素熱還元は窒素雰囲気中でシリカと炭素を反応させます。どちらのルートでも窒化ケイ素の粉末が生産されますが、原材料、コスト、純度、粒子特性が異なり、それによって生産者がどちらのルートを選択するかが決まります。
2. シリコンの直接窒化
直接窒化では、高純度シリコン粉末を窒素雰囲気中で摂氏 1,200 ～ 1,400 度で加熱します。{0}シリコンは窒素と反応して、発熱反応により窒化シリコンを形成します。反応により熱が発生し、床が過熱して窒化が不完全になる可能性があるため、温度と窒素流量は慎重に制御する必要があります。製品は必要な粒子サイズに粉砕および粉砕されます。
3. シリカの炭素熱還元
炭素熱還元では、シリカと炭素を混合し、その混合物を窒素中で摂氏約 1,400 ～ 1,500 度で加熱します。炭素はシリカを還元し、シリコンは窒素と反応して窒化ケイ素を形成します。この方法では、相組成が制御された微細で均一な粉末が得られますが、反応後に残留炭素とシリカを酸化および酸処理によって除去する必要があります。
4.-合成後処理
合成後、粉末を粉砕して凝集物を解砕し、粒子サイズを調整し、規定のサイズ分布に分級し、残留シリコン、炭素、シリカまたは鉄を除去するために精製します。アルファ/ベータ相比は、焼結挙動と最終セラミックの特性に影響を与えるため、制御されます。完成した粉末は湿気から保護された容器に梱包されます。-
5. 完成した粉末の特性
窒化ケイ素粉末は、高い硬度、高温での強度、低密度、耐熱衝撃性、および化学的安定性を兼ね備えています。これらの特性により、セラミックベアリング、切削工具、エンジン部品、耐火物、電子基板において価値があります。グレードは、純度、粒子サイズ、相比、および用途の不純物制限によって指定されます。
6. よくある質問
Q1: 窒化ケイ素はどのように作られるのですか?シリコン粉末を窒素で窒化することによって、または窒素雰囲気中で炭素を用いてシリカを炭素熱還元することによって。
Q2: 必要な温度はどれくらいですか?直接窒化は摂氏 1,200 ～ 1,400 度で実行されます。炭素熱還元は摂氏約 1,400 ～ 1,500 度で行われます。
Q3: どのルートからより細かい粉が得られますか?炭素熱還元により、微細で均一な粉末が得られます。直接窒化製品は通常、所定のサイズにフライス加工されます。
Q4: アルファ/ベータ比はなぜ制御されるのですか?相比は、焼結挙動と焼結セラミックの機械的特性に影響を与えます。
Q5: どのような後処理が必要ですか?{1}}粉砕、分級、精製して残留シリコン、炭素、シリカ、鉄を除去します。
Q6: 窒化ケイ素は何に使われますか?セラミックベアリング、切削工具、エンジン部品、耐火物、電子基板。
