การอบแห้งแบบพ่นฝอยผงซิลิคอนไนไตรด์

ผงเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ Si3N4 แบบเม็ดสำหรับการอบแห้งด้วยสเปรย์ที่มีความบริสุทธิ์สูง

ซิลิคอนไนไตรด์ (Si₃N₄) เป็นผงผลึกสีขาวถึงเทาประสิทธิภาพสูง มีจุดหลอมเหลว 1900 °C และความหนาแน่น 2.2–3.5 g/cm³ มีสองรูปแบบผลึกคือ α-Si₃N₄ (โครงสร้างหกเหลี่ยม) และ β-Si₃N₄ (โครงสร้างผลึก) วัสดุนี้มีความแข็งเป็นพิเศษ ทนต่ออุณหภูมิสูง และทนต่อการออกซิเดชัน ทำให้เป็นหนึ่งในเซรามิกโครงสร้างที่สำคัญที่สุดในปัจจุบัน

ผงซิลิคอนไนไตรด์แบบเม็ดถูกออกแบบมาสำหรับกระบวนการขึ้นรูปต่อไป เช่น การกดแห้งและการกดไอโซสแตติก ผสมกับสารช่วยเผาผนึกและสารยึดเกาะ มีองค์ประกอบที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น ผงซิลิคอนไนไตรด์แบบเม็ดที่พัฒนาขึ้นเป็นพิเศษเพื่อตอบสนองความต้องการในการขึ้นรูปแบบแห้ง เป็นวัสดุหลักสำหรับการผลิตภาคอุตสาหกรรมขนาดใหญ่

การวางตำแหน่งหลัก: ออกแบบมาเฉพาะสำหรับกระบวนการขึ้นรูปแบบแห้งและไม่สามารถใช้แทนผงดิบสำหรับงานที่ต้องใช้การแปรรูปแบบเปียกได้

วิธีการขึ้นรูปที่ใช้ได้: 

การกดแห้ง: สำหรับการผลิตชิ้นส่วนจำนวนมากที่มีรูปทรงทั่วไป

การกดไอโซสแตติกแบบถุงแห้ง: สำหรับการผลิตชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำและคุณภาพสูงขึ้น

ข้อได้เปรียบหลัก: การไหลที่ดีเยี่ยม เข้ากันได้กับเครื่องอัดอัตโนมัติเต็มรูปแบบ เพื่อให้ได้การผลิตภาคอุตสาหกรรมความเร็วสูงและปริมาณมาก

หลังจากอัดขึ้นรูปด้วยผงซิลิคอนไนไตรด์แบบเม็ดแล้ว ต้องมีขั้นตอนที่จำเป็นอย่างหนึ่ง มิฉะนั้นจะไม่สามารถได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณสมบัติเหมาะสม

ขั้นตอนที่จำเป็น: ชิ้นงานสีเขียวที่อัดขึ้นรูปต้องผ่านการบำบัดด้วยการกำจัดสารยึดเกาะก่อนการเผาผนึกที่อุณหภูมิสูง

วัตถุประสงค์ของการกำจัดสารยึดเกาะ: สารยึดเกาะอินทรีย์และสารเติมแต่งอื่นๆ ภายในอนุภาคผงแบบเม็ดจะถูกกำจัดออกไปอย่างสมบูรณ์โดยการให้ความร้อน เทียบได้กับขั้นตอนการทำให้แห้งด้วยอากาศสำหรับชิ้นงานสีเขียวเซรามิกแบบดั้งเดิม

ลำดับกระบวนการสุดท้าย: หลังจากเสร็จสิ้นการกำจัดสารยึดเกาะแล้ว สามารถดำเนินการเผาผนึกที่อุณหภูมิสูงเพื่อผลิตชิ้นส่วนเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ที่หนาแน่นได้

ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคของผงซิลิคอนไนไตรด์ (Si₃N₄)

คุณสมบัติ                                                ค่า
ชื่ออื่น                                        ซิลิคอน (IV) ไนไตรด์, α-Si₃N₄, SiN, ไตรซิลิคอนเตตระไนไตรด์
หมายเลข CAS                                        12033-89-5
สูตรเคมี                                 Si₃N₄
น้ำหนักโมเลกุล                                   140.28 g/mol
ลักษณะ                                           ผงสีขาวถึงเทา
จุดหลอมเหลว                                          1900 °C
ความหนาแน่น                                                   2.2–3.5 g/cm³
ความสามารถในการละลาย                                                ไม่ละลายในน้ำ
มวลที่แน่นอน                                            139.943 g/mol

ผงซิลิคอนไนไตรด์มีคุณสมบัติเซรามิกขั้นสูงที่ผสมผสานกัน:

ความเหนียวแตกหักสูง
ทนต่อการช็อกทางความร้อนได้ดีเยี่ยม
ทนต่อการสึกหรอสูง
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ
ประสิทธิภาพคงที่ที่อุณหภูมิสูง

ผงซิลิคอนไนไตรด์มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ รวมถึง:

ชิ้นส่วนเซรามิกโครงสร้าง
ส่วนประกอบของตลับลูกปืนและลูกกลิ้ง
เครื่องมือตัดและชิ้นส่วนทนการสึกหรอ
ชิ้นส่วนวิศวกรรมการบินและอวกาศ
ชิ้นส่วนเครื่องยนต์ยานยนต์
ชิ้นส่วนอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์