A densidade da cerâmica de nitreto de silício (Si3N4), tal como referido na referência fornecida, varia consoante os diferentes processos e condições de sinterização. A densidade das amostras preparadas sob pressão de ar aumentou de 3,23 g/cm³ para 3,26 g/cm³ à medida que o tempo de isolamento térmico aumentou de 4 horas para 12 horas, com um aumento correspondente na densidade relativa de 96,75% para 97,75%. A taxa de aumento da densidade foi maior quando o tempo de isolamento aumentou de 4 horas para 8 horas, em comparação com o aumento de 8 horas para 12 horas.
Num processo de sinterização em duas fases, a densidade relativa das amostras de cerâmica Si3N4 foi de 95,5% após uma pré-combustão a 1600°C, que aumentou para 98,25% após sinterização a alta temperatura a 1800°C. Este resultado foi significativamente mais elevado do que a densidade relativa obtida num processo de sinterização numa só etapa. A melhoria da densidade é atribuída ao mecanismo de sinterização em fase líquida, em que os auxiliares de sinterização (YB2O3 e AL2O3) e o SIO2 formam uma fase líquida de baixa fusão que aumenta o movimento das partículas sob tensão superficial, conduzindo a um mecanismo de dissolução-precipitação que melhora a densidade da amostra.
O processo de sinterização do Si3N4 é geralmente dividido em três fases, com sobreposições entre elas. A primeira fase envolve o peso granular, e a segunda fase centra-se na solubilidade. Um tempo de reação suficiente nestas fases é crucial para aumentar eficazmente a densidade da amostra.
Em resumo, a densidade da cerâmica Si3N4 pode ser optimizada através de processos de sinterização controlados, particularmente através da utilização de mecanismos de sinterização em fase líquida e de uma gestão cuidadosa dos tempos e temperaturas de sinterização. A densidade alcançada pode afetar significativamente as propriedades mecânicas e físicas da cerâmica, tornando-a um parâmetro crítico no desenvolvimento e aplicação de materiais cerâmicos em várias indústrias.
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