生产氮化硅的方式

氮化硅的生产

氮化硅通常是通过金属硅和气态氮的化学反应合成的。零件经过精心压制和烧结，并采用成熟的方法使其具有特殊性能，从而确定最终用途。氮化硅的形成方法因所需类型而异。每种方法都会增加最终材料的特定强度。

反应结合氮化硅（RBSN）

加工 RBSN 时，首先要形成硅 “团 ”或致密体，然后在 1450°C 左右的温度下进行表面硬化处理，即氮化处理。RBSN 多孔性较高（孔隙率约为 25%），在机械性能方面不如其他类型的氮化硅，但成本效益相对较高，可用于窑炉家具等用途。

热压氮化硅（HPSN）

热压氮化硅是由 Si3N4 细粉和氧化镁助熔剂在石墨模具中混合，经高温高压（通常为 1800°C 和 40MPa）制成的。它的密度比 RBSN 高，机械性能也要好得多。

烧结反应结合氮化硅（SRBSN）

SRBSN 是 RBSN 的升级版。为了降低最终产品的孔隙率，在最初的粉末混合物中添加了烧结添加剂，从而使其在反应结合阶段之后能够进行烧结（温度高于 1800°C，压力大于大气压）。

烧结氮化硅（SSN）

制造 SSN 时，氮化硅要在 1750°C 左右的温度下进行无压烧结，同时加入氧化镁、氧化钇和氧化铝等烧结添加剂，以促进致密化过程。密度达到 98%，强度范围为 600 - 700 兆帕。

然而，在致密化过程中会出现高达 20% 的收缩。为了解决这个问题，完全烧结成型的部件需要通过精确的金刚石工具处理重新加工，逐渐磨掉多余的材料，直到达到所需的形状和尺寸。然而，由于这些部件本身具有韧性和硬度，因此这一过程需要大量人力，而且成本高昂。