하나의 기사로 지르코니아와 질화규소의 성형, 소결 및 형상 제어의 비밀을 이해합니다.

2026-05-21

1. 산업용 세라믹 생산 공정의 기본 공정

산업용 세라믹(첨단 세라믹 또는 엔지니어링 세라믹이라고도 함)의 생산은 느슨한 무기 비금속 분말을 고강도, 내마모성, 고온 저항 또는 특수 전기적 특성을 갖춘 정밀 부품으로 변환하는 엄격한 공정입니다. . 표준 코어 제조 프로세스에는 일반적으로 다음이 포함됩니다. 5개의 주요 단계.

분말 준비 고순도 원료를 정밀하게 혼합합니다. 후속 성형 시 분말의 유동성과 결합력이 좋아지기 위해서는 적절한 양의 유기바인더, 윤활제, 분산제를 첨가해야 합니다. 고성능 볼밀 혼합 및 분무건조를 거쳐 균일한 입도분포를 갖는 과립분말이 생성됩니다.
그린 바디 형성 제품의 기하학적 형태와 대량 생산 규모에 따라 과립 분말을 기계적 수단을 통해 금형에 압축하거나 주입합니다. 주요 성형 방법에는 건식 프레싱과 냉간 정수압 프레싱( CIP ), 세라믹 사출성형( CIM ) 및 테이프 캐스팅.
친환경 가공 및 탈지 형성된 성형체에는 다량의 유기 바인더가 포함되어 있습니다. 정식 소결 전에 탈지로에 넣고 공기 중에서 서서히 가열하여 열분해 또는 휘발(탈지)시켜야 합니다. 탈지 후 압분체의 경도가 낮고 드릴링, 절단 등의 예비 기계 가공이 용이합니다.
고온 소결 이는 세라믹의 최종 기계적 특성을 달성하는 데 중요한 단계입니다. 탈착된 성형체를 고온 소결로에 넣습니다. 입자 사이에 물질 전달과 결합이 발생합니다. 모공이 점차 배출됩니다. 성형체는 심각한 부피 수축을 겪고 최종적으로 치밀화를 달성합니다.
정밀 가공 및 검사 소결 후 세라믹은 매우 높은 경도(보통 다이아몬드에 이어 두 번째)와 어느 정도의 소결 변형을 가지기 때문에 미크론 수준의 치수 공차 또는 경면 수준의 표면 거칠기를 달성하려면 다이아몬드 연삭 휠과 연삭 페이스트를 통해 단단하고 정밀하게 가공되어야 하며 최종적으로 3차원 좌표와 같은 고정밀 장비를 통해 포괄적인 품질 검사를 거쳐야 합니다.

2. 산화지르코늄과 질화규소의 공정 특성 비교

현대 첨단 구조용 세라믹 중 지르코니아, 질화규소 두 가지 시스템이 표시됩니다. 전자는 뛰어난 인성과 미적 특성을 지닌 전형적인 산화물 세라믹입니다. 질화규소 공유결합력이 높은 비산화물 세라믹으로 경도, 열충격 안정성, 극고온 환경에서 우수한 성능을 발휘합니다. 다음은 두 제품의 주요 생산 공정 매개변수를 비교한 것입니다.

프로세스 차원	지르코니아 세라믹(ZrO₂)	질화규소陶瓷 (Si₃N₄)
고전적인 소결 온도 학위	1350°C - 1500°C 상압 공기 분위기에서 치밀화를 완료할 수 있으며 장비 비용이 저렴합니다.	1700°C - 1850°C 고온 분해를 억제하기 위해 공압 소결에는 고압 질소(1-10 MPa)를 도입해야 합니다.
라인 수축 제어	20% - 22%(크고 안정적) 분말 충전 밀도는 균일하며 금형 증폭 계수 계산은 매우 규칙적입니다.	15% - 18% (비교적 작지만 변동성이 매우 높음) 액상 첨가제의 확산 및 상변화 속도의 영향을 받아 크기 제어 기술이 어렵습니다.
위상 변화 및 볼륨 효과	상변화 스트레스가 있다 냉각 시 정방정상은 3%~5%의 부피 팽창으로 단사정상으로 변태하며, 균열을 방지하기 위해 산화 이트륨과 같은 안정제를 도입해야 합니다.	상변화 수정 소결 중에 α 상은 β 상으로 변환되어 서로 맞물린 원주형 결정이 얽힌 구조를 형성하여 매트릭스의 인성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
주류 성형 공정	건식 프레싱/냉간 정수압 프레싱, 세라믹 사출 성형(CIM) 분말은 밀도가 높고 유동성이 좋으며 압축이 쉽고 특수한 형태의 대량 생산이 가능합니다.	냉간정수압성형(CIP), 성형 분말의 고유밀도가 낮고 푹신하며 압축이 어렵기 때문에 다방향 고압 CIP가 자주 사용됩니다.

��산업 착륙 생산 요령: 산업용 세라믹 제조의 중심 ~에 있다 '온도-시간 곡선'과 '수축 보상'이 완벽하게 맞습니다. 지르코니아의 어려움은 주로 소결 후 초경질 연삭 단계(높은 도구 손실 및 낮은 효율성)에 있습니다. 질화규소의 핵심 장벽은 엄격한 초고온 기압/열간 등방성 압축 소결 공정과 저융점 공유 결합 액상 질량 전달을 위한 기밀 소결 보조제 공식에 있습니다.

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