제공된 참고자료에서 설명한 바와 같이 질화규소(Si3N4) 세라믹의 밀도는 소결 공정과 조건에 따라 달라집니다. 공기압에서 제조된 샘플의 밀도는 단열 시간이 4시간에서 12시간으로 증가함에 따라 3.23g/cm³에서 3.26g/cm³로 증가했으며, 이에 따라 상대 밀도도 96.75%에서 97.75%로 증가했습니다. 밀도 증가율은 단열 시간이 4시간에서 8시간으로 늘어났을 때 8시간에서 12시간으로 늘어났을 때보다 더 높았습니다.
2단계 소결 공정에서 Si3N4 세라믹 샘플의 상대 밀도는 1600°C에서 예열 후 95.5%였으며, 1800°C에서 고온 소결 후 98.25%로 증가했습니다. 이 결과는 원스텝 소결 공정에서 달성한 상대 밀도보다 훨씬 높았습니다. 밀도 향상은 소결 보조제(YB2O3 및 AL2O3)와 SIO2가 저용융 액상을 형성하여 표면 장력 하에서 입자의 이동을 향상시키는 용해-침전 메커니즘으로 이어져 샘플의 밀도를 개선하는 액상 소결 메커니즘에 기인합니다.
Si3N4의 소결 공정은 일반적으로 세 단계로 나뉘며, 그 사이에 겹치는 단계가 있습니다. 첫 번째 단계는 입자 중량과 관련이 있고 두 번째 단계는 용해도에 중점을 둡니다. 이 단계에서 충분한 반응 시간은 시료의 밀도를 효과적으로 높이는 데 매우 중요합니다.
요약하면, Si3N4 세라믹의 밀도는 제어된 소결 공정, 특히 액상 소결 메커니즘의 사용과 소결 시간 및 온도의 세심한 관리를 통해 최적화할 수 있습니다. 달성된 밀도는 세라믹의 기계적 및 물리적 특성에 큰 영향을 미칠 수 있으므로 다양한 산업에서 세라믹 소재의 개발 및 적용에 있어 중요한 파라미터가 됩니다.
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