فیروسیلیکون نائٹریڈ (فیسی ₃)
کیمیائی ساخت: اعلی - درجہ حرارت نائٹریڈیشن کے ذریعہ تیار کردہفیرو سلیکن مصر(عام طور پر مشتمل ہے65%-75%سی) نائٹروجن ماحول میں۔ مرکزی مرحلہ Si₃n₄ (70 ٪ -85 ٪ کا حساب کتاب) ہے ، جس میں تھوڑی مقدار میں مفت Fe (10 ٪ -15 ٪) اور غیر علاج شدہ سلیکن ہے۔
جسمانی شکل: گرے - سفید سے گہری بھوری رنگ کے پاؤڈر یا گرینولس ، جس کی کثافت تقریبا 3. 3.2-3.4g/سینٹی میٹر ہے اور HV 1400-1800 کی سختی ہے۔
کرسٹل ڈھانچہ: تھوڑی مقدار میں مرحلے کی تھوڑی مقدار کے ساتھ - si₃n₄ کا غلبہ ہے۔ لوہے کے عناصر ٹھیک ذرات کی شکل میں میٹرکس میں منتشر ہوجاتے ہیں۔
سلیکن نائٹریڈ (si₃n₄)
کیمیائی ساخت: ایک خالص - مرحلہ سیرامک مادے کے ساتھ ایس آئی کے جوہری تناسب کے ساتھ: N 3: 4 اور 3.18g/cm³ کی نظریاتی کثافت ہے۔
جسمانی شکل: سفید یا ہلکا بھوری رنگ کا پاؤڈر ، جو HV 1800-2200 (sintered لاشوں کے لئے) کی سختی کے ساتھ ، sintering کے بعد انتہائی گھنے سیرامک جسم کی تشکیل کرتا ہے۔
کرسٹل ڈھانچہ: بنیادی طور پر دو شکلوں میں موجود ہے: مرحلہ (کم - درجہ حرارت مستحکم قسم) اور مرحلہ (اعلی - درجہ حرارت مستحکم قسم)۔ صنعتی مصنوعات سائنٹرنگ کے عمل کو کنٹرول کرکے دونوں مراحل کے تناسب کو ایڈجسٹ کرتی ہیں۔
کلیدی خصوصیات کا موازنہ
| موازنہ طول و عرض | فیروسیلیکون نائٹریڈ ، فیسی نون | سلیکن نائٹریڈ ، سیئنی | بنیادی اثر |
|---|---|---|---|
| بنیادی اجزاء اور طہارت | SI 65 ٪ -75 ٪ ، N 18 ٪ -22 ٪ ، Fe 10 ٪ -15 ٪ ، جامع مرحلے کا ڈھانچہ | si₃n₄ پاکیزگی 99 ٪ (صنعتی گریڈ) سے زیادہ یا اس کے برابر ، 99.9 ٪ (اعلی -} گریڈ) سے زیادہ یا اس کے برابر ، خالص فیز سیرامک | طہارت کارکردگی کی اوپری حد کا تعین کرتی ہے۔ سلیکن نائٹرائڈ آئرن فعالیت اور لاگت کو متوازن کرتا ہے ، جبکہ سلیکن نائٹریڈ حتمی کارکردگی پر مرکوز ہے۔ |
| کلیدی جسمانی خصوصیات | تھرمل چالکتا 15-30 W/(M ・ K) ، لچکدار طاقت 300-600 MPa ، سختی HV 1400-1800 | تھرمل چالکتا 40-170 W/(M ・ K) (200 تک مرحلہ) ، لچکدار طاقت 700-1500 MPa ، سختی HV 1800-2200 | سلیکن نائٹریڈ نے سلیکن نائٹریڈ آئرن کو تمام پہلوؤں میں ، خاص طور پر اعلی درجہ حرارت اور مکینیکل طاقت میں پیش کیا۔ |
| کیمیائی استحکام | 1300-1400 ڈگری پر آکسیکرن ایک SIO₂ حفاظتی فلم تشکیل دیتا ہے ، جو تیزاب اور الکالی سنکنرن کے خلاف مزاحم ہے (سوائے مضبوط آکسیڈینٹس کے) | 1600-1700 ڈگری پر مستحکم ، زیادہ تر کیمیائی میڈیا کے ذریعہ سنکنرن کے خلاف مزاحم ، خالص مرحلے کا ڈھانچہ بغیر کسی ناپاک بارش کے | سلیکن نائٹرائڈ اعلی درجہ حرارت اور زیادہ شدید سنکنرن ماحول کے لئے موزوں ہے۔ |
| مینوفیکچرنگ کے عمل میں دشواری | فیروسیلیکن (1350-1450 ڈگری ، 8-12 گھنٹے) ، ایک پختہ عمل۔ | رد عمل sintering / ہاٹ دبانے والی sintering (1700-1850 ڈگری ، Sintering AIDS کی ضرورت ہے) ، پیچیدہ عمل | سلیکن نائٹرائڈ آئرن کی پیداوار کی بڑی گنجائش ہے (عالمی سطح پر 1.5 ملین ٹن/سال ، جس میں چین 65 ٪ ہے) ، جس سے سپلائی میں استحکام زیادہ ہے۔ |
تیاری کے عمل میں اختلافات
کی تیاریفیروسیلیکن نائٹریڈ
عالمی پیداوار کی گنجائش: تقریبا 1.5 لاکھ ٹن/سال ، کے ساتھچین 65 ٪ ہے.
خام مال کی تیاری:
فیروسیلیکون مصر (65 ٪ -75 ٪ SI) کو منتخب کریں اور اسے 1 ملی میٹر سے کم سائز میں کچل دیں۔
نائٹریڈیشن رد عمل:
Introduce high-purity nitrogen (>99.99 ٪) عمودی مزاحمتی بھٹی میں ، 1350-1450 ڈگری تک گرمی ، اور ایک جامع مرحلے کی تشکیل کے ل 8 8-12 گھنٹوں تک اس کا رد عمل ظاہر کریں جہاں لوہے کے ذرات کو سیون میں لپیٹا جاتا ہے۔
پوسٹ - علاج:
ٹھنڈا ہونے کے بعد ، پروڈکٹ کو کچلیں اور اسکرین کریں ، اور مقناطیسی علیحدگی کے ذریعے مفت آئرن کو ہٹا دیں تاکہ FE مواد کو 10 ٪ -15 ٪ کے اندر کنٹرول کیا جاسکے۔
کی تیاریسلیکن نائٹریڈ
رد عمل sintering کا طریقہ:
سلیکن پاؤڈر کو ایک کمپیکٹ میں دبائیں ، جو اس کے بعد نائٹروجن میں 1350 - 1450 ڈگری پر رد عمل ظاہر کرتا ہے۔ کثافت کے لئے ثانوی sintering کی ضرورت ہے.
گرم ، شہوت انگیز دباؤ sintering کا طریقہ:
اعلی کثافت کے حصول کے لئے 20 - 30MPA کے دباؤ میں 1700 - 1850 کی ڈگری پر sintering ایڈز جیسے MGO اور Y₂O₃ ، اور Sinter شامل کریں۔
گیس پریشر sintering کا طریقہ:
Sinter in high-pressure nitrogen (>1MPA) si₃n₄ کی سڑن کو روکنے اور اعلی - طہارت سیرامک اجزاء پیدا کرنے کے لئے۔
بنیادی ایپلی کیشن فیلڈز کا موازنہ
فیروسیلیکن نائٹریڈ کی درخواستیں
ریفریکٹریز:
کٹاؤ کے خلاف مزاحمت اور تھرمل جھٹکا استحکام کو بہتر بنانے کے لئے بڑے دھماکے کی بھٹیوں (جیسے ، بوسٹیل کی 4966mm³ بلاسٹ فرنس) کے ٹیفول مٹی میں استعمال کیا جاتا ہے ، جس سے ٹیفول کی گہرائی کے اتار چڑھاو کو 30 ٪ تک کم کیا جاسکتا ہے۔
آئرن اور اسٹیل میٹالرجی:
ڈی آکسیڈائزر کے طور پر ایف ای ایس آئی اور فین کے حصے کے متبادل کے طور پر کام کرتا ہے ، جس سے ایچ آر بی 400 ریبارس کی پیداوار میں مصر کے اخراجات میں 15 ٪ -20 ٪ کمی واقع ہوتی ہے۔
- مزاحم کوٹنگز پہنیں:
کان کنی کی مشینری پر تھرمل اسپرےڈ فیزن کوٹنگز کا اطلاق ہوتا ہے ، جس میں لباس کی شرح روایتی کاربن اسٹیل کے مقابلے میں 50 ٪ کم ہوتی ہے۔
سلیکن نائٹرائڈ کی درخواستیں
اعلی - درجہ حرارت کے ساختی حصے:
ایرو - انجن ٹربائن بلیڈ میں استعمال کیا جاتا ہے (GE9X انجن Si₃n₄ سیرامک بیرنگ کو اپناتا ہے) ، جو 1300 ڈگری کے اعلی درجہ حرارت کا مقابلہ کرسکتا ہے اور وزن کو 30 ٪ کم کرسکتا ہے۔
الیکٹرانک فیلڈ:
5 جی بیس اسٹیشنوں کے لئے سلیکن نائٹریڈ سبسٹریٹس میں 170W/(M · K) کی تھرمل چالکتا ہے ، جس میں گرمی کی کھپت کی کارکردگی دو مرتبہ الا ₃ سے دوگنا ہے۔
کاٹنے والے ٹولز:
نیکیل - پروسیسنگ کے لئے پروسیسنگ کے لئے سیرامک ٹولز پر مبنی سیرامک ٹولز 300 میٹر/منٹ کی کاٹنے کی رفتار حاصل کرسکتے ہیں ، جس میں سیمنٹ کاربائڈ سے 5 گنا زیادہ خدمت کی زندگی ہے۔
سلیکشن گائیڈ اور صنعت کی سفارشات
مادی انتخاب کے معیار
کم - لاگت ڈوکسائڈیشن یا ریفریکٹری مواد کے ل F ، فیروسیلیکن نائٹریڈ کو ترجیح دی جاتی ہے (اس کی لاگت سلیکن نائٹریڈ کا صرف 1/5-1/10 ہے)۔
اعلی - درجہ حرارت کی طاقت یا موصلیت کی کارکردگی کی ضرورت والی ایپلی کیشنز کے لئے ، سلیکن نائٹریڈ کو استعمال کرنا ضروری ہے (جیسے سیمیکمڈکٹر پیکیجنگ اور اعلی- درجہ حرارت بیرنگ میں)۔
صنعت کے رجحانات
فیروسیلیکن نائٹریڈ:
الٹرا - کم کاربن اسٹیل کی بدبودار ضروریات کو پورا کرنے کے لئے کم سلیکن (60 ٪ سی) اور ہائی نائٹروجن (N 20 ٪+) کی طرف ترقی کرنا۔
سلیکن نائٹریڈ:
تھرمل چالکتا کو 200W/(M · K) سے زیادہ نینو کرسٹل لائن ٹیکنالوجی (جیسے ، نانو - si₃n₄ شنگھائی انسٹی ٹیوٹ آف سیرامکس ، چینی اکیڈمی آف سائنسز) کے ذریعہ تیار کیا جارہا ہے۔
