โครงสร้างของเฟอร์โรซิลิกอนไนไตรด์: เซรามิก-คอมโพสิตโลหะ

คอมโพสิตของโลหะและเซรามิก

เฟอร์โรซิลิกอนไนไตรด์เป็นที่เข้าใจได้ดีที่สุดว่าเป็นคอมโพสิต ประกอบด้วยเมทริกซ์เฟอร์โรซิลิคอนโลหะและเฟสเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ที่เกิดขึ้นระหว่างการทำไนไตรเดชัน การจัดเรียงนี้ให้คุณสมบัติของวัสดุที่ไม่สามารถให้ได้เพียงอย่างเดียวทั้งโลหะบริสุทธิ์และเซรามิกบริสุทธิ์: ความทนทานต่อความร้อนของเซรามิกทนไฟรวมกับพฤติกรรมการนำไฟฟ้าและการจัดการของเฟอร์โรอัลลอย

ส่วนประกอบโครงสร้างจุลภาค

อัลฟ่าและเบต้าซิลิคอนไนไตรด์

ซิลิคอนไนไตรด์ส่วนใหญ่มีอยู่ในรูปแบบผลึกสองรูปแบบ อัลฟ่า Si3N4 ก่อตัวเป็นพิเศษที่อุณหภูมิไนไตรเดชันต่ำกว่า และเปลี่ยนเป็นเบต้า Si3N4 ที่อุณหภูมิสูงขึ้น ทั้งสองเฟสมีความแข็งและทนไฟ และสัดส่วนในผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายมีอิทธิพลต่อความสมดุลระหว่างความแข็งและความเหนียว ดังนั้นกระบวนการไนไตรเดชันแบบควบคุมจึงไม่เพียงแต่กำหนดปริมาณ Si3N4 ทั้งหมดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการผสมเฟสด้วย

โครงสร้างสร้างประสิทธิภาพได้อย่างไร

การจัดเรียงอนุภาคซิลิคอนไนไตรด์แบบฝังทำให้เฟอร์โรซิลิคอนไนไตรด์มีพฤติกรรมเป็นลักษณะเฉพาะ เฟสเซรามิกทนทานต่อการสึกหรอ ออกซิเดชัน และการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว ในขณะที่เมทริกซ์เฟอร์โรซิลิคอนจับโครงสร้างและนำความร้อน ดังนั้นจึงสามารถเติมวัสดุลงในโลหะหลอมเหลวและอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมของเตาเผาโดยไม่สลายตัว คอมโพสิตยังมีความแข็งแรงเชิงกลปานกลาง ซึ่งเพียงพอสำหรับการหยิบจับ ปรับขนาด และจ่ายโดยไม่แตกหักมากเกินไป

เหตุใดโครงสร้างจึงมีความสำคัญในการคัดเลือก

เมทริกซ์ที่มีรูปแบบดี-ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการหลอมและการละลายในโลหะร้อนที่คาดการณ์ได้

เศษส่วนของเฟส Si3N4 จะกำหนดการบริจาคไนโตรเจนและการหักเหของแสง

ความสมดุลของเฟสส่งผลต่อการแลกเปลี่ยน-ระหว่างความแข็งและความเหนียว

ความสม่ำเสมอของโครงสร้างจุลภาคสนับสนุนผลลัพธ์ทางโลหะวิทยาที่สม่ำเสมอจากชุดหนึ่งไปอีกชุดหนึ่ง

คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: เฟอร์โรซิลิคอนไนไตรด์เป็นโลหะหรือเซรามิกเป็นวัสดุผสมที่มีทั้งสองอย่าง: เมทริกซ์เฟอร์โรซิลิกอนที่มีเม็ดเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ฝังอยู่

คำถามที่ 2: ซิลิคอนไนไตรด์ในโครงสร้างมี 2 รูปแบบอะไรบ้างอัลฟ่าและเบต้า Si3N4; ทั้งสองมีส่วนทำให้เกิดความแข็ง ความคงตัวทางความร้อน และความต้านทานการสึกหรอ โดยมีความสมดุลของคุณสมบัติที่แตกต่างกัน

Q3: เหล็กทำอะไรในโครงสร้าง?เหล็กเป็นเมทริกซ์สำหรับยึดเกาะ โดยให้ค่าการนำความร้อนและไฟฟ้า และมีความอ่อนตัวได้บางส่วน

คำถามที่ 4: เหตุใดวัสดุจึงทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบฉับพลันการจัดเรียงเกรนเซรามิกแบบคอมโพสิตในเมทริกซ์โลหะจะกระจายความเครียดจากความร้อนและต้านทานการแพร่กระจายของรอยแตกร้าว

Q5: สามารถควบคุมโครงสร้างระหว่างการผลิตได้หรือไม่?ใช่. อุณหภูมิ เวลา และความละเอียดของวัตถุดิบตั้งต้นจะควบคุมเศษส่วนของเฟส Si3N4 และการผสมของเฟส