La densidad de la cerámica de nitruro de silicio (Si3N4), como se indica en la referencia facilitada, varía con los distintos procesos y condiciones de sinterización. La densidad de las muestras preparadas bajo presión de aire aumentó de 3,23 g/cm³ a 3,26 g/cm³ al aumentar el tiempo de aislamiento térmico de 4 a 12 horas, con el correspondiente aumento de la densidad relativa del 96,75% al 97,75%. La tasa de aumento de la densidad fue mayor cuando el tiempo de aislamiento aumentó de 4 a 8 horas, en comparación con el aumento de 8 a 12 horas.
En un proceso de sinterización en dos etapas, la densidad relativa de las muestras cerámicas de Si3N4 fue del 95,5% tras una precocción a 1600°C, que aumentó al 98,25% tras la sinterización a alta temperatura a 1800°C. Este resultado fue significativamente superior a la densidad relativa alcanzada en un proceso de sinterización de un solo paso. La mejora de la densidad se atribuye al mecanismo de sinterización en fase líquida, en el que los auxiliares de sinterización (YB2O3 y AL2O3) y el SIO2 forman una fase líquida de baja fusión que mejora el movimiento de las partículas bajo tensión superficial, lo que conduce a un mecanismo de disolución-precipitación que mejora la densidad de la muestra.
El proceso de sinterización del Si3N4 se divide generalmente en tres etapas, con solapamientos entre ellas. En la primera etapa interviene el peso granular, y la segunda se centra en la solubilidad. Un tiempo de reacción suficiente en estas etapas es crucial para aumentar eficazmente la densidad de la muestra.
En resumen, la densidad de la cerámica Si3N4 puede optimizarse mediante procesos de sinterización controlados, especialmente mediante el uso de mecanismos de sinterización en fase líquida y una gestión cuidadosa de los tiempos y temperaturas de sinterización. La densidad alcanzada puede influir significativamente en las propiedades mecánicas y físicas de la cerámica, lo que la convierte en un parámetro crítico en el desarrollo y la aplicación de materiales cerámicos en diversas industrias.
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