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创新思维,让热压烧结氮化硼陶瓷更强!
2021年08月11日 发布 分类:行业要闻 点击量:260
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说到六方氮化硼(h-BN),最为引人乐道的就是它优异性能,如耐高温、耐腐蚀、热导率高、绝缘因此它作为高温结构陶瓷材料,近年已实现在热电偶保护管、陶瓷喷嘴、玻璃成型高温模具、热电偶保护套、气体传感器用密封环、雷达天线保护罩件等方面的广泛应用,在冶金、电子、航空航天、新能源能等领域中发挥着不可替代的作用。

 

氮化硼喷嘴

不过h-BN要从粉体变做陶瓷,必须要经过“烧结”——烧结是材料获得预期结构性能充分发挥的关键环节,直接关系到最终陶瓷制品的性能的优劣不过对于h-BN而言,烧结出来的效果并不容易,由于h-BN结构与石墨类似,具有六方层状晶体结构层内由很强的共价键结合,再加上其扩散系数较低,因此会导致h-BN陶瓷在烧结过程中致密化比较困难。而且片状的BN晶粒相互间容易形成相互交叉堆积的“卡片房式”层状结构,会导致在晶粒间产生较多的难以填充的孔隙,并且晶粒越大,这种情况就会更严重。因此,想要获得致密化程度高的h-BN陶瓷材料,必须要选用合适的烧结方法,尽可能促使h-BN晶粒重排,以获得更高致密度和更优异的力学性能

 

h-BN SEM图

目前h-BN陶瓷的烧结方法主要有以下几种,无压烧结、热压烧结、热等静压烧结和放电等离子烧结等。其中,无压烧结是一种常规的烧结方式,操作简单易于控温,但由于气孔率高,只能用于机械强度要求较低的场合;热等静压烧结能够制备出致密度较高的产品,但缺点是坯体难以进行封装,而且设备成本较高,操作复杂;放电等离子烧结是新兴的高效烧结技术,能够保证较好的力学性能,但是设备复杂、能耗高成本高也限制了它的推广。

与其他多种烧结方式相比,热压烧结通常被认为是制备h-BN陶瓷比较理想的一种烧结方法它是指将干燥的粉体填入特制的石墨模具内,采用双向或单向的加压方式对模具进行单轴加压,同时在一定温度范围内加热,使成型和烧结同时进行的一种烧结方法。热压烧结时,坯体同时受到升温加压的影响,这种外加的驱动力可以破坏片状h-BN的卡片支撑结构,促进h-BN晶粒的重排同时有效地降低烧结温度和缩短烧结时间,最终获得致密度高、晶粒尺寸均匀、力学性能优异的陶瓷产品。而且无需添加烧结助剂或成型助剂,能够满足陶瓷产品的纯度要求。

不过热压烧结法的局限也很明显,比如说它的热压设备及配件复杂成本较高,最终制品几何形状受到限制为了寻求突破,福州赛瑞特新材料技术开发有限公司近年来一直专注热压烧结技术的研发工作并做出了不少改进,如对热压烧结炉、热压模具的创新等。凭借独有的技术特点,赛瑞特在市场上的表现相当亮眼——在2018年时成功打破技术壁垒,通过热压烧结法制备出了纯度极高的氮化硼坩埚,大幅降低了生产成本,目前已逐步替代进口产品并占领大部分国内市场。

如果您对赛瑞特的成功经验感兴趣,在9月14-15日于广州举办的“2021年全国氮化物粉体与陶瓷创新发展论坛”上,来自赛瑞特公司的黄向东董事长将在题为《热压氮化硼陶瓷的制备与应用》的报告中分享以下几方面的内容热压烧结技术热压模具热压氮化硼陶瓷热压氮化硼及氮化硼复相陶瓷的应用。感兴趣的话就不要错过了噢!

 

报告人 黄向东董事长

 

关于赛瑞特

福州赛瑞特新材料技术开发有限公司成立于2007年,依托于福州大学材料科学与工程学院结构陶瓷实验室的技术基础,有深厚的技术积累,对常规热压烧结炉自主设计改造,建成多条氮化硼热压烧结生产线。赛瑞特公司专注于纯氮化硼陶瓷产品的生产与研究,在氮化硼坩埚和粉末冶金用喷嘴领域逐渐占领国内大部分市场,替代进口产品并继续发展海外合作业务。

 

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