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Si3N4陶瓷材料作為一種優(yōu)異的高溫工程材料

氮化硅的許多 特性都?xì)w結(jié)為在此構(gòu)造。純Si3N4為3119，有α和β二種分子結(jié)構(gòu)，均為六角晶型，其溶解溫度在空氣中為1800℃，在110MPa氮中為1850℃。Si3N4線膨脹系數(shù)低、導(dǎo)熱率高。氣壓燒結(jié)氮化硅在1～10MPa氣壓下，2000℃左右溫度下進(jìn)行。壓合煅燒的氮化硅加溫到l000℃后資金投入涼水中也不容易。不在太高的溫度下，Si3N4具備較高的強(qiáng)度和耐沖擊性，但在1200℃之上會(huì)隨使用時(shí)間的提高而出現(xiàn)損壞，使其強(qiáng)度減少，在1450℃之上更易出現(xiàn)疲憊毀壞，因此Si3N4的應(yīng)用溫度一般不超過(guò)1300℃。Si3N4將來(lái)的發(fā)展前景是：⑴充分運(yùn)用和運(yùn)用Si3N4自身所具備的出色特點(diǎn)；⑵在Si3N4粉末狀煅燒時(shí)，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一些新的助熔劑，科學(xué)研究和操縱目前助熔劑的成份；⑶改進(jìn)制粉、成形和燒結(jié)法；⑷研發(fā)Si3N4與SiC等原材料的復(fù)合化，便于制得大量的高分子材料。它耐熱，強(qiáng)度一直能夠 保持到1200℃的高溫而不降低，遇熱后不容易熔成融體，一直到1900℃才會(huì)溶解，并有令人的耐溶劑腐蝕能，能耐基本上全部的強(qiáng)氧化劑和30%下列的水溶液，也能耐許多 檸檬酸的浸蝕；另外也是一種電絕緣層材料。廢棄氮化硅瓷器便是歷經(jīng)應(yīng)用之后，毀壞或是損壞的氮化硅產(chǎn)品，Si3N4瓷器是一種化學(xué)鍵化學(xué)物質(zhì)，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)單元為[SiN4]四面體，硅原子坐落于四面體的正中間，在其周邊有四個(gè)氮原子，各自坐落于四面體的四個(gè)端點(diǎn)，隨后以每三個(gè)四面體同用一個(gè)分子的方式，在三維空間產(chǎn)生持續(xù)而又牢固的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

Si3N4結(jié)構(gòu)陶瓷做為一種出色的高溫施工材料，能發(fā)揮特長(zhǎng)的是其在高溫行業(yè)中的運(yùn)用。Si3N4將來(lái)的發(fā)展前景是：⑴充分運(yùn)用和運(yùn)用Si3N4自身所具備的出色特點(diǎn)；⑵在Si3N4粉末狀燒結(jié)時(shí)，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)一些新的助熔劑，科學(xué)研究和操縱目前助熔劑的成份；⑶改進(jìn)制粉、成形和燒結(jié)加工工藝；⑷研發(fā)Si3N4與SiC等原材料的復(fù)合化，便于制得大量的高分子材料。氮化硅是耐火材料行業(yè)用量較大的原材料，由于氮化硅的耐高溫性能和抗侵蝕性能都較好，所以氮化硅是生產(chǎn)高爐無(wú)水炮泥、鐵鉤澆注料、耐腐蝕氮化硅陶瓷的原材料。S它是用硅粉作原材料，先用一般成形的方式制成需要的樣子，在N2以及1200℃的高溫下開(kāi)展基本氮化，使在其中一部分硅粉與氮反映轉(zhuǎn)化成氮化硅，這時(shí)候全部坯體早已具備一定的抗壓強(qiáng)度。隨后在1350℃～1450℃的高溫爐中開(kāi)展二次氮化，反映成氮化硅。用壓合燒結(jié)法能制得做到基礎(chǔ)理論相對(duì)密度99%的氮化硅。

氮化硅的制法有以下幾種： 在1300～1400℃時(shí)將粉狀硅與氮?dú)夥磻?yīng)； 在1500℃時(shí)將純硅與氨作用；

在含少量氫氣的氮?dú)庵凶茻趸韬吞嫉幕旌衔?將SiCl4的氨解產(chǎn)物Si(NH2)4完全熱分解。氮化硅可用作催化劑載體、耐高溫材料、涂層和磨料等。

氮化硅陶瓷具有高強(qiáng)度、耐高溫的特點(diǎn)，在陶瓷材料中其綜合力學(xué)，耐熱震性能、性能、耐磨損性能、耐蝕性能好，是熱機(jī)部件用陶瓷的候選材料。在機(jī)械工業(yè)，氮化硅陶瓷用作軸承滾珠、滾柱、滾球座圈、工模具、新型具、泵柱塞、心軸 密封材料等。

硅粉的粒度越細(xì)，比表面積越大，則可降成溫度。粒度較細(xì)的硅粉與粒度較粗的硅粉相比，制品中含α- Si3N4的量。降低硅粉的粒徑，可以降低制品的顯微氣孔尺寸。適當(dāng)?shù)牧６扰浔?，可以提高制品密度?/p>

溫度對(duì)氮化速率影響很大。在970～1000℃氮化反應(yīng)開(kāi)始，在1250℃左右反應(yīng)速率加快。在高溫階段，由于是放熱反應(yīng)，若溫度很快超過(guò)硅的熔點(diǎn)（1420℃），則易出現(xiàn)流硅，嚴(yán)重的將使硅粉坯體熔融坍塌。