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질화규소 세라믹이란 정확히 무엇입니까?
질화규소 세라믹 화학식 \(Si_3N_4\)를 갖는 고급 세라믹 재료입니다. 이들은 공유 결합을 통해 실리콘(Si)과 질소(N) 원소의 조합으로 형성되어 육각형 결정 구조를 형성합니다. 두 가지 주요 결정 형태가 있습니다: α - 질화규소 및 β - 질화규소. 독특한 결정 구조는 질화규소 세라믹에 일련의 우수한 특성을 부여합니다. Zhejiang Zhufa Precision Ceramics Technology Co., Ltd.는 전문 정밀 세라믹 제조업체로서 질화규소 세라믹 및 기타 새로운 세라믹 재료에 대한 심층적인 연구와 풍부한 생산 경험을 보유하고 있습니다. 그들의 생산 공정은 질화규소 세라믹 제품의 품질을 보장하기 위해 모든 링크를 엄격하게 제어합니다.
질화규소 세라믹의 놀라운 특성은 무엇입니까?
1. 기계적 성질
질화규소 세라믹은 놀라운 기계적 특성으로 유명합니다. 모스 경도가 9 - 9.5인 이 소재는 다이아몬드와 같은 몇 가지 초경질 재료에 이어 두 번째로 매우 단단합니다. 이러한 높은 경도는 뛰어난 내마모성을 부여하므로 기계적 씰과 같이 구성 요소가 심각한 마찰을 받는 응용 분야에 이상적입니다. 그들의 굽힘 강도는 900 - 1200MPa 범위이며, 이는 전통적인 세라믹 재료의 2 - 3 배입니다. 예를 들어, 전통적인 점토 기반 세라믹은 일반적으로 굽힘 강도가 300 - 400MPa에 불과합니다. Zhejiang Zhufa Precision Ceramics Technology Co., Ltd.는 정밀 세라믹 구조 부품 생산에 이러한 기계적 특성을 최대한 활용합니다. 엄격한 생산 공정을 통해 질화규소 세라믹 제품은 이러한 높은 수준의 기계적 성능을 유지하여 다양한 산업에서 수요가 높은 응용 분야를 충족합니다.
2. 열적 특성
열적 특성 측면에서 질화규소 세라믹은 2800℃의 높은 융점을 가지고 있어 매우 높은 온도 환경에서도 안정성을 유지합니다. 열팽창 계수가 약 3.6×10^{-6}/⁻¹로 낮아 온도 변화에 따른 치수 변화가 최소화됩니다. 이러한 특성은 엔진 및 고온로 응용 분야에 매우 중요합니다. 또한, 우수한 열충격 저항성을 갖추고 있어 급격한 온도 변화에도 균열 없이 견딜 수 있습니다. 예를 들어, 재료를 빠르게 가열하고 냉각해야 하는 고온 산업 공정에서 질화규소 세라믹은 안정적으로 작동할 수 있습니다.
3. 화학적 특성
질화규소 세라믹은 우수한 화학적 안정성을 나타냅니다. 염산, 황산 등 대부분의 무기산의 부식에 저항할 수 있습니다. 또한 일부 알칼리 용액, 용융 알칼리 및 염의 부식을 견딜 수 있습니다. 석유화학 산업에서 질화규소 세라믹으로 만든 펌프와 밸브는 복잡한 화학 환경에서 안정적으로 작동할 수 있어 유지 관리 비용을 크게 절감하고 장비의 수명을 연장할 수 있습니다. 이러한 화학적 안정성으로 인해 광범위한 화학 관련 응용 분야에 적합합니다.
4. 전기적 특성
전기적 특성과 관련하여, 질화규소 세라믹은 약 10^{-4}S/cm의 전기 전도도와 9.5의 유전율을 갖습니다. 이러한 특성으로 인해 전자 소자에 사용하기에 유망한 소재입니다. 예를 들어, 일부 반도체 제조 공정에서 질화규소 세라믹은 웨이퍼 취급, 에칭, 증착 및 검출 장비에 사용될 수 있습니다. 높은 순도, 절연성, 내마모성 및 열 안정성은 공정 정확도를 보장하고 오염 위험을 줄이며 장비 신뢰성을 향상하는 데 도움이 됩니다.
질화규소 세라믹은 어떻게 제조되나요?
질화규소 세라믹의 제조 공정은 복잡하며 여러 공정을 엄격하게 제어해야 합니다. 일반적인 생산 공정을 설명하기 위해 Zhejiang Zhufa Precision Ceramics Technology Co., Ltd.를 예로 들어 보겠습니다.
원료 가공
질화규소 세라믹의 생산은 고순도 질화규소 분말을 원료로 하여 시작됩니다. 때로는 MgO, Al2O3 또는 Y2O3와 같은 소량의 소결 보조제가 첨가됩니다. 이러한 첨가제는 소결을 촉진하고 최종 제품의 특성을 향상시킬 수 있습니다. 예를 들어, MgO는 소결 온도를 낮추고 질화규소 세라믹의 밀도를 향상시킬 수 있습니다. 저장주파정밀도자기기술유한회사는 제품의 품질을 원천적으로 보장하기 위해 고품질 원자재를 엄격하게 선택합니다. 원료에 대한 품질 검사 공정은 분말의 순도, 입자 크기 분포 및 화학적 조성에 대한 테스트를 포함하여 매우 엄격합니다.
성형 공정
건식 프레싱
건식 압착 공정에서는 혼합 분말(질화규소 분말 및 첨가제)을 금형에 넣고 특정 압력 하에서 압착합니다. 가해지는 압력은 일반적으로 10 - 50MPa 범위입니다. 예를 들어, 작은 크기의 블록과 같은 단순한 모양의 질화규소 세라믹 부품을 제조할 때 건식 프레싱이 효율적인 방법이 될 수 있습니다. 저장 주파 정밀 세라믹 기술 유한회사는 압력을 정확하게 제어하고 압착 부품의 균일성을 보장할 수 있는 첨단 건식 압착 장비를 보유하고 있습니다.
냉간 등방성 프레싱(CIP)
냉간 등방성 프레싱은 복잡한 모양이나 큰 크기의 부품을 제조하는 데 적합합니다. 분말을 먼저 탄성 금형에 채운 다음 금형을 액체 매체에 넣습니다. 모든 방향에서 균일한 압력이 가해지며 일반적으로 100 - 300MPa 범위입니다. 이렇게 하면 분말을 고르게 압축할 수 있습니다. 예를 들어, 대구경 질화규소 세라믹 튜브를 만들 때 CIP는 튜브 벽의 밀도가 균일하도록 보장할 수 있습니다. 회사의 CIP 장비는 다양한 크기와 모양의 금형을 처리할 수 있어 고객의 다양한 요구를 충족할 수 있습니다.
사출 성형
사출 성형은 복잡한 모양의 고정밀 질화규소 세라믹 부품을 생산하는 데 사용됩니다. 분말에 일정량의 결합제를 첨가하여 유동성이 양호하게 만듭니다. 그런 다음 혼합물을 사출기를 통해 고압 하에서 금형 캐비티에 주입합니다. 주입 압력은 50 - 200MPa에 도달 할 수 있습니다. 이 방법은 일부 미세 기계 부품과 같이 미세한 내부 구조를 가진 부품을 제조하는 데 자주 사용됩니다. Zhejiang Zhufa Precision Ceramics Technology Co., Ltd.는 전문적인 사출 성형 생산 라인을 보유하고 있어 사출 공정과 바인더 첨가 품질을 정밀하게 제어할 수 있습니다.
후속 처리
고온 소결
성형 후 녹색 몸체는 고온에서 소결해야합니다. 질화규소 세라믹의 소결 온도는 일반적으로 약 1600 - 1800℃입니다. 소결하는 동안 분말의 원자는 확산되어 서로 결합하여 세라믹의 밀도와 강도를 증가시킵니다. 예를 들어, 무압력 소결의 경우 가열 속도, 유지 시간 및 소결 분위기(질소가 풍부한 분위기 등)가 모두 소결 품질에 영향을 미칩니다. 저장주파정밀도자기기술유한회사는 첨단 고온소결로를 갖추고 있어 소결온도, 가열속도, 대기를 정확하게 제어하여 질화규소 세라믹 제품의 고품질 소결을 보장합니다.
가공
소결 후 질화규소 세라믹 부품은 치수 정확도 및 표면 품질 요구 사항을 충족하기 위해 추가 가공이 필요할 수 있습니다. 일반적인 가공 방법에는 연삭, 드릴링 및 밀링이 포함됩니다. 예를 들어, CNC 조각 기계는 세라믹 표면의 패턴이나 구멍을 정밀하게 조각하는 데 사용되며 표면 분쇄기는 표면 매끄러움을 향상시키는 데 사용됩니다. 가공 정확도는 미크론 수준에 도달할 수 있습니다. 저장 주파 정밀 세라믹 기술 유한회사는 CNC 조각기, 표면 연삭기, 센터리스 연삭기 등 완벽한 가공 장비 세트를 보유하고 있어 질화규소 세라믹 제품의 다양한 가공 작업을 완료할 수 있습니다.
질화규소 세라믹은 어디에 적용되나요?
1. 자동차 산업
질화규소 세라믹은 엔진, 센서, 제동 시스템, 전자 제어 장치 등 자동차의 다양한 구성 요소에 널리 사용됩니다. 엔진에서는 질화규소 세라믹의 고온 저항성으로 인해 실린더 라이너 및 피스톤 링과 같은 부품에 사용할 수 있습니다. 이러한 부품은 고온 연소 환경을 견딜 수 있어 마모를 줄이고 엔진 효율성을 향상시킵니다. 센서의 경우 질화규소 세라믹의 우수한 절연성과 고온 내성 특성으로 인해 고온 및 고전자기 간섭 자동차 환경에서 센서의 안정적인 작동이 보장되어 데이터 수집의 정확성이 향상됩니다. 제동 시스템에서 질화규소 세라믹 기반 브레이크 패드는 내마모성과 방열 성능이 더 좋습니다. 고속 제동이나 연속 제동 시 안정적인 제동 성능을 유지하여 차량의 안전성을 높일 수 있습니다. 신에너지 및 스마트카 개발에서 질화규소 세라믹은 핵심 부품의 성능 향상을 촉진하는 데 중요한 역할을 하며, 이는 자동차 산업을 위한 Zhejiang Zhufa Precision Ceramics Technology Co., Ltd.의 고품질 제품 요구 사항과도 일치합니다.
2. 태양광 산업
태양광 산업에서는 질화규소 세라믹이 웨이퍼 절단, 코팅 및 고온 소결 공정에 적용됩니다. 웨이퍼 절단 시 질화규소 세라믹의 높은 경도와 내마모성으로 인해 웨이퍼로 만든 절삭 공구는 수명이 길고 절단 정밀도가 높아 웨이퍼의 파손률이 감소하고 생산 효율이 향상됩니다. 코팅 공정에서 질화규소 세라믹은 코팅 재료 또는 코팅용 담체로 사용될 수 있습니다. 그들의 우수한 절연제 및 화학 안정성은 광전지 장치의 표면을 보호하고, 산화 및 부식을 방지하고, 장치의 서비스 수명을 향상시킬 수 있습니다. 고온 소결에서는 질화규소 세라믹의 고온 내성 및 내열 충격 내성 특성으로 인해 이를 사용하여 만든 소결로 부품이 고온 환경에서 안정적으로 작동하여 소결 제품의 품질을 보장할 수 있습니다. Zhejiang Zhufa Precision Ceramics Technology Co., Ltd.는 태양광 산업을 위한 고품질 질화규소 세라믹 제품을 제공하여 다양한 공정 링크의 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
3. 석유화학 산업
펌프, 밸브, 씰, 원자로와 같은 석유화학 장비에서 질화규소 세라믹은 큰 가치가 있습니다. 질화규소 세라믹으로 만들어진 펌프와 밸브는 강한 부식성과 고온 특성을 지닌 복잡한 화학 매체에서 안정적으로 작동할 수 있습니다. 높은 내마모성과 내식성은 장기간 사용 시 부품의 마모와 부식을 효과적으로 줄여 유지 관리 빈도와 비용을 줄일 수 있습니다. 예를 들어, 황산 및 염산과 같은 부식성 액체의 운송에서 질화규소 세라믹 라이닝 펌프는 장기적으로 안정적인 작동을 보장할 수 있습니다. 반응기에서 질화규소 세라믹은 고온 및 고압 화학 반응 환경을 견딜 수 있어 화학 반응의 정상적인 진행을 안정적으로 보장합니다. 우수한 성능을 가진 회사의 질화규소 세라믹 제품은 석유화학 산업의 가혹한 요구 사항을 잘 충족할 수 있습니다.
4. 반도체 산업
질화규소 세라믹은 웨이퍼 취급, 에칭, 증착 및 검출 장비를 포함한 반도체 장비에 광범위하게 사용됩니다. 이들의 높은 순도는 반도체 제조 공정 중에 불순물이 유입되지 않도록 보장하여 제품 오염 위험을 줄입니다. 절연 특성으로 인해 집적 회로의 절연층과 같이 절연이 필요한 전자 부품에 사용하기에 적합합니다. 내마모성은 웨이퍼와 접촉하는 구성 요소가 반복 작업 중에 장기적인 정확도를 유지할 수 있도록 보장합니다. 에칭 및 증착 장비에서 질화규소 세라믹의 열 안정성은 고온 및 고에너지 밀도 조건에서 안정적으로 작동할 수 있게 하여 공정의 정확성과 안정성을 보장합니다. Zhejiang Zhufa Precision Ceramics Technology Co., Ltd.는 반도체 산업에 고정밀 질화규소 세라믹 부품을 제공하여 반도체 제조업체가 생산 품질과 효율성을 개선하는 데 도움을 줍니다.