优点
致密度与强度更高:热压烧结法是在高温(1600℃以上)以及高压(1916MPa 以上)的条件下,使氮化硅粉末在模具中同时完成成型和烧结过程。这种极端条件能促使粉末颗粒间紧密堆积、充分结合,使得制备出的氮化硅陶瓷致密度很高,内部孔隙少,相应地其强度也更为出色。例如,在一些对材料力学性能要求严苛的高端机械加工刀具应用场景中,热压烧结法制备的氮化硅陶瓷刀具能更好地承受切削力,保持刀刃的锋利度和稳定性,而反应烧结法制备的产品由于致密度相对低些,在强度方面就稍显逊色,较难满足此类高强度使用要求。
产品性能更均匀:在热压烧结时,高温高压作用于整个坯体,使得坯体各个部位的粉末颗粒都能较为均匀地完成烧结过程,最终得到的氮化硅陶瓷产品在组织结构、性能表现上更加均匀一致。反观反应烧结法,其氮化过程是逐步进行的,可能会存在因反应不均匀等因素导致产品不同部位性能存在一定差异的情况。
生产周期相对较短:反应烧结法需要经历较长时间的氮化过程,先是预氮化,再进行二次氮化,整个流程耗时较长。而热压烧结法在高温高压下能快速使坯体致密化,完成烧结成型,相对来说可以在更短时间内制备出成品,有助于提高生产效率,尤其适合有一定批量生产需求且对生产周期有要求的情况。
缺点
制造成本高昂:热压烧结法对设备要求极高,需要专门的能够承受高温高压的烧结设备,并且这类设备的购置成本、维护成本以及运行成本都相当高。而反应烧结法的设备相对简单,不需要如此复杂且昂贵的高温高压设备,从设备投入角度来看,反应烧结法成本优势明显。
尺寸精度受限:热压烧结是在模具中进行的,模具的尺寸和形状限制了产品的尺寸和形状,很难制造出形状复杂、尺寸较大的氮化硅陶瓷零件。反应烧结法则更适合制造形状复杂、尺寸精度要求较高的部件,因为它可以先成型生坯再进行氮化处理,在生坯制作阶段更容易实现复杂形状的塑造。
难以实现大规模生产:由于热压烧结设备的特殊性,每次烧结的产品数量有限,而且装料、卸料等操作相对繁琐,难以像反应烧结法那样方便地进行大规模连续生产,不利于实现大规模工业化量产,在应对大规模市场需求时,产能方面可能会成为瓶颈。
室温固化聚硅氮烷,请查看
IOTA 9150, IOTA 9150K.
高温固化聚硅氮烷,请查看
IOTA 9108,
IOTA 9118.