Dieser Artikel stellt kurz eine Methode zur Verbesserung der Lebensdauer von Bornitrid-Düsen vor, die aus einer Forschungsarbeit von Li Bei und Guo Fengping stammt. Durch Abscheiden einer Si-Beschichtung innerhalb der BN-Düse und anschließende Behandlung bei hoher Temperatur in einer Stickstoffatmosphäre wird schließlich eine dichte Si3N4-Beschichtung mit einer bestimmten Dicke innerhalb der Düse gebildet. Si3N4 hat eine Mohs-Härte von 9-9,5 und einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 2,75×10-6/°C, was besser mit der hexagonalen BN-Matrix kompatibel ist. Si3N4 Siliziumnitrid-Keramik hat eine ausgezeichnete Hochtemperaturmechanik, Erosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Oxidationsbeständigkeit. Es kann BN-Düsen vor Oxidation schützen und sorgt dafür, dass die Lebensdauer der Düse erheblich verbessert wird.
Beim Spritzen von amorphen Legierungsbändern auf Fe-Basis (enthält Fe, Si, B) steht die Düse aus hexagonalem Bornitrid in Kontakt mit der Hochtemperatur- (> 1.300 °C) und Hochdruckschmelze und der Oberfläche stark oxidiert wird und das gebildete Boroxid (B2O3) eine glasartige Schmelze ist, erweicht dieses Material bei 450°C und wird bei 600°C zu einer viskosen Flüssigkeit. Unter dem Aufprall der Hochdruckschmelze wird Boroxid leicht weggeblasen und der Innendurchmesser der Düse dehnt sich schnell aus, was zum Versagen führt. Um dieses Problem zu lösen, schlugen Li Bei und Guo Fengping das folgende Verfahren vor.
Um die Lebensdauer der BN-Keramikdüse zu verlängern, erfolgt durch Abscheiden einer Si-Beschichtung im Inneren der BN-Düse und anschließende Behandlung bei hoher Temperatur in einer Stickstoffatmosphäre eine Änderungsreaktion: 3Si+2N2 = a -Si3N4. Schließlich bildet sich im Inneren der Düse eine dichte Si3N4-Beschichtung mit einer bestimmten Dicke, die Beschichtungsaffinität ist besser und der Ausdehnungskoeffizient ist relativ konstant. Die Abscheidungsmenge der Si3N4-Beschichtung beträgt 0,15 bis 0,20 mm, eine größere Abscheidungsmenge lässt die Beschichtung leicht abfallen, eine kleinere Abscheidungsmenge ist nicht widerstandsfähig genug gegen Erosion. Die Verarbeitungstemperatur beträgt 900~1.000°C. Die Verarbeitungszeit beträgt 0,5 ~ 1,5 Stunden, um den Aushärtungseffekt sicherzustellen.
