구성과 구조
기본 구성 요소 :
실리콘 질화물 (si₃n₄) : 2 개의 결정상 (-si₃n₄ 및 -si₃n₄)에 존재하며, 높은 경도 (~ 15-18 gpa) 및 열 충격 저항을 제공합니다.
철 (FE) : 강인함, 자기 반응성 및 소결 보조제를 제공합니다.
일반적인 구성 : 응용 프로그램에 따라 다르지만 일반적으로 Si₃n₄ 행렬에 분산 된 10-40 wt% Fe 범위입니다.
주요 속성
기계식 : 고 골절 강인성 (6–8 MPa · M¹/²) 및 압축 강도.
열 : 최대 1,200도 안정성을 유지합니다 (비분화 환경에서).
전기/자기 : FE 함량으로 인한 조정 가능한 전도도 및 강자성.
화학 물질 : 산화, 용융 금속 (예 : 알루미늄) 및 부식성 가스에 내성.
제조 방법
탄수화물 감소 : 질소 대기 하에서 sio₂ + c + fe₂o₃ → si₃n₄-fe (1,400-1,600도).
기계식 합금 : Si₃n₄ 및 Fe 분말의 고 에너지 볼 밀링.
현장 질화 : 철 촉매의 존재 하에서 질소와 실리콘 분말의 반응.
응용 프로그램
내화성 : 제자 및 폭발 용화의 안감 (저항 용융 금속 침식).
연마제/절단 도구 : 강화 분쇄 휠 및 코팅.
첨가제 제조 : 고강도 3D 인쇄 부품을위한 공급 원료.
자기 복합재 : 센서 또는 인덕터를위한 소프트 자기 재료.
제철소 : 질소 경도를 개선하기위한 질소 첨가제 (질화를 통해).
대안에 대한 장점
강인성과 소결 성이 순수한 sisn₄보다 우수합니다.
희귀 한 고리 강화 세라믹보다 비용 효율적입니다.
맞춤형 자기/기계적 특성에 대한 사용자 정의 가능한 FE 함량.
도전과 미래 전망
고온에서의 산화 : Fe는 공기 중 600도 이상 산화 될 수 있습니다.
복잡성 처리 : 시나리오 분해를 방지하기 위해 제어 된 대기가 필요합니다.
미래의 전망
연구는 다음에 중점을 둡니다.
나노 복합체 : 강화 된 특성을위한 나노 크기 분산액을 갖는 si₃n₄-fe.
첨가제 제조 : 선택적 레이저 소결 (SLS)을위한 파우더 최적화.
지속 가능한 생산 : 탄수화물 합성에서 에너지 사용 감소.
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