Memahami Proses Pembuatan Keramik Silikon Nitrida- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

1. Persiapan Bahan Baku

Langkah pertama dalam proses pembuatan keramik silikon nitrida adalah persiapan bahan baku. Bahan baku utama yang digunakan dalam produksi silikon nitrida adalah bubuk silikon (Si) dan nitrogen. Bubuk silikon dicampur dengan sumber nitrogen, biasanya dalam bentuk gas nitrogen, untuk membentuk senyawa silikon nitrida (Si₃N₄).

Kualitas dan kemurnian bahan mentah sangat penting untuk memastikan produk akhir memenuhi spesifikasi yang disyaratkan. Misalnya, bubuk silikon harus memiliki kemurnian tinggi untuk meminimalkan kontaminasi selama proses reaksi. Selain itu, ukuran partikel dan distribusi bubuk memainkan peran penting dalam sifat akhir keramik silikon nitrida.

2. Reaksi Ikatan dan Sintering

Setelah bahan baku siap, langkah selanjutnya adalah proses sintering. Ada dua metode utama yang digunakan untuk menyinter keramik silikon nitrida: sintering tanpa tekanan dan pengepresan panas.

Sintering Tanpa Tekanan: Proses ini melibatkan pemanasan bahan mentah dalam tungku bersuhu tinggi dengan adanya gas nitrogen. Silikon bereaksi dengan nitrogen pada suhu sekitar 1.600°C membentuk silikon nitrida (Si₃N₄). Proses sintering memungkinkan partikel-partikel tersebut berikatan dan membentuk bahan yang padat dan tahan lama. Proses ini disebut "tanpa tekanan" karena tidak ada tekanan eksternal yang diberikan selama sintering.

Pengepresan Panas: Dalam pengepresan panas, panas dan tekanan diterapkan pada bahan mentah selama sintering. Metode ini menghasilkan material yang lebih padat dan kuat dibandingkan dengan sintering tanpa tekanan. Biasanya digunakan untuk aplikasi yang memerlukan kekuatan sangat tinggi dan toleransi yang ketat.

3. Bahan Tambahan dan Modifikasi

Untuk meningkatkan sifat-sifat keramik silikon nitrida , berbagai aditif dapat dimasukkan ke dalam bahan selama proses sintering. Aditif ini dapat mencakup oksida tanah jarang, yang membantu mengontrol struktur butiran dan meningkatkan ketangguhan material. Beberapa produsen mungkin juga menggunakan teknik ikatan reaksi, di mana silikon dicampur dengan unsur lain untuk membentuk bahan padat tanpa memerlukan tekanan atau suhu tinggi.

4. Perawatan Pasca Sintering

Setelah sintering, keramik silikon nitrida dapat menjalani perawatan pasca sintering seperti pemesinan, penggilingan, dan pemolesan untuk mencapai bentuk dan permukaan akhir yang diinginkan. Perlakuan ini penting untuk memproduksi komponen yang memenuhi spesifikasi yang tepat, terutama untuk industri seperti dirgantara dan elektronik.

Dalam beberapa kasus, perlakuan panas tambahan dapat diterapkan untuk meningkatkan sifat material, seperti meningkatkan ketangguhan atau meningkatkan ketahanan ausnya. Perlakuan pasca-sintering sangat penting untuk memastikan bahwa keramik silikon nitrida bekerja secara optimal pada aplikasi yang diinginkan.