ทำความเข้าใจเคล็ดลับของการขึ้นรูป การเผาผนึก และการควบคุมรูปร่างของเซอร์โคเนียและซิลิคอนไนไตรด์ในบทความเดียว

1. กระบวนการพื้นฐานของกระบวนการผลิตเซรามิกอุตสาหกรรม

การผลิตเซรามิกอุตสาหกรรม (หรือที่เรียกว่าเซรามิกขั้นสูงหรือเซรามิกวิศวกรรม) เป็นกระบวนการที่เข้มงวดในการแปลงผงอนินทรีย์อโลหะอนินทรีย์ที่หลวมให้เป็นชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำซึ่งมีความแข็งแรงสูง ทนต่อการสึกหรอ ทนต่ออุณหภูมิสูง หรือคุณสมบัติทางไฟฟ้าพิเศษ . กระบวนการผลิตหลักมาตรฐานมักจะมีดังต่อไปนี้ ห้าขั้นตอนหลัก

1. การเตรียมผง ผสมวัตถุดิบที่มีความบริสุทธิ์สูงอย่างแม่นยำ เพื่อให้ผงมีความลื่นไหลและมีแรงยึดเกาะที่ดีในการขึ้นรูปครั้งต่อไป จำเป็นต้องเติมสารยึดเกาะอินทรีย์ สารหล่อลื่น และสารช่วยกระจายตัวในปริมาณที่เหมาะสม หลังจากการผสมและการทำแห้งแบบพ่นฝอยประสิทธิภาพสูง จะทำให้เกิดผงละเอียดที่มีการกระจายขนาดอนุภาคสม่ำเสมอ
2. ตัวสีเขียวกำลังก่อตัว ตามรูปทรงเรขาคณิตและขนาดการผลิตจำนวนมากของผลิตภัณฑ์ ผงละเอียดจะถูกกดหรือฉีดเข้าไปในแม่พิมพ์ด้วยวิธีทางกล วิธีการปั้นหลัก ได้แก่ การกดแบบแห้งและการกดแบบไอโซสแตติกแบบเย็น ( ซีไอพี ), การฉีดขึ้นรูปเซรามิก ( ซีไอเอ็ม ) และการหล่อเทป
3. การประมวลผลสีเขียวและการแยกส่วน เนื้อสีเขียวที่เกิดขึ้นประกอบด้วยสารยึดเกาะอินทรีย์จำนวนมาก ก่อนการเผาผนึกอย่างเป็นทางการ จะต้องวางไว้ในเตาหลอมละลายและค่อยๆ ให้ความร้อนในอากาศเพื่อทำให้เกิดไพโรไลซิสหรือการระเหย (การสลายไขมัน) ความแข็งของตัวเครื่องสีเขียวหลังการปอกเปลือกจะต่ำ และง่ายต่อการดำเนินการเบื้องต้นทางกล เช่น การเจาะและการตัด
4. การเผาผนึกที่อุณหภูมิสูง นี่เป็นขั้นตอนสำคัญในการบรรลุคุณสมบัติเชิงกลขั้นสุดท้ายของเซรามิก ตัวสีเขียวที่แยกออกจากกันจะถูกวางลงในเตาเผาซินเทอร์ที่มีอุณหภูมิสูง การถ่ายเทมวลและพันธะเกิดขึ้นระหว่างเมล็ดข้าว รูขุมขนจะค่อยๆ หลุดออก วัตถุสีเขียวผ่านการหดตัวของปริมาตรอย่างรุนแรงและในที่สุดก็มีความหนาแน่นมากขึ้น
5. เครื่องจักรที่แม่นยำและการตรวจสอบ เนื่องจากเซรามิกหลังจากการเผาผนึกมีความแข็งสูงมาก (โดยปกติจะเป็นรองจากเพชรเท่านั้น) และมีการเสียรูปจากการเผาผนึกในระดับหนึ่ง หากต้องการให้ได้พิกัดความเผื่อมิติระดับไมครอนหรือความหยาบของพื้นผิวระดับกระจก จึงต้องผ่านกระบวนการเจียรแบบแข็งและแม่นยำผ่านล้อเจียรเพชรและเพสต์เจียร และสุดท้ายการตรวจสอบคุณภาพอย่างครอบคลุมผ่านเครื่องมือที่มีความแม่นยำสูง เช่น พิกัดสามมิติ

2. การเปรียบเทียบลักษณะกระบวนการระหว่างเซอร์โคเนียมออกไซด์และซิลิคอนไนไตรด์

ในบรรดาเซรามิกโครงสร้างขั้นสูงสมัยใหม่ เซอร์โคเนียและซิลิคอนไนไตรด์ มีการแสดงสองระบบ แบบแรกเป็นเซรามิกออกไซด์ทั่วไปที่มีความเหนียวและความสวยงามเป็นเลิศ ซิลิคอนไนไตรด์ เป็นเซรามิกที่ไม่ใช่ออกไซด์ที่มีพันธะโควาเลนต์สูง และมีประสิทธิภาพดีเยี่ยมในด้านความแข็ง ความเสถียรต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและความร้อน และสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงมาก ต่อไปนี้คือการเปรียบเทียบพารามิเตอร์กระบวนการผลิตที่สำคัญของทั้งสอง