1. Teorijska gustina silicijum nitrida
Teorijska gustina silicijum nitrida (Si3N4) je oko 3,2 g/cm3, u zavisnosti od faznog sastava. Ova relativno mala gustina, u kombinaciji sa visokom tvrdoćom i čvrstoćom materijala, daje keramici od silicijum nitrida odličnu čvrstoću-prema-omjeru težine, što je jedan od razloga zašto se koriste u komponentama koje se brzo-okreću kao što su ležajevi.
2. Prah u odnosu na sinterovanu gustinu
Gustoća polaznog praha je niska zbog pakiranja čestica, dok se gustina sinterovane komponente približava teorijskoj vrijednosti kako se materijal zgušnjava. Stepen zgušnjavanja se izražava kao relativna gustina, sinterovana gustina podeljena sa teoretskom gustinom. Za strukturalne keramičke komponente potrebna je visoka relativna gustoća, obično iznad 98%.
3. Faktori koji kontrolišu denzifikaciju
Pomagala za sinterovanje:oksidi kao što su itrij i glinica promovišu sinterovanje i zgušnjavanje tečne{0}}faze.
Kvalitet praha:fini, čisti prah sa ispravnim odnosom faza sinteruje do veće gustine.
Uslovi sinterovanja:temperatura, pritisak, atmosfera i vreme kontrolišu zgušnjavanje.
Obrada:zelena gustina i defekti u kompaktu ograničavaju konačnu gustinu.
4. Zašto je gustina važna
Gustina kontrolira mehanička svojstva keramike: veća gustina daje veću čvrstoću, tvrdoću i žilavost, a manja poroznost smanjuje rasipanje svojstava. Gustina također utiče na toplinsku provodljivost i otpornost na habanje komponente. Iz tog razloga, gustina je jedan od ključnih parametara prihvatljivosti sinterovanih delova silicijum nitrida.
5. Mjerenje gustine
Gustoća sinterovanih komponenti mjeri se Arhimedovom metodom, gdje težina u zraku i u vodi daje gustoću, ili geometrijskim metodama za jednostavne oblike. Relativna gustina se izračunava u odnosu na teorijsku vrijednost i navodi se u certifikatu materijala. Mjerenje gustine se kombinuje sa inspekcijom mikrostrukture radi kontrole kvaliteta.
6. FAQ
P1: Koja je gustina silicijum nitrida?Teorijska gustina je oko 3,2 g/cm3; sinterovane komponente dostižu visoku relativnu gustinu, obično iznad 98%.
P2: Zašto je niska gustina vrijedna?Daje visok odnos čvrstoće-prema-težini za rotirajuće i strukturne komponente.
P3: Šta kontroliše sinterovanu gustinu?Pomagala za sinterovanje, kvalitet praha, uslovi sinterovanja i obrada zelenog tela.
P4: Zašto je gustina važna?Veća gustina daje veću čvrstoću, tvrdoću, žilavost i toplotnu provodljivost uz manje rasipanje svojstava.
P5: Kako se mjeri gustina?Arhimedovom metodom, poređenjem težine u vazduhu i vodi.
P6: Šta je relativna gustina?Gustoća sinterovanja podijeljena sa teoretskom gustinom, izraženom u postocima.
