氮化硅和氧化硅材料介绍

陶瓷工业是硅酸盐工业的主要分支之一,属于无机化学工业范围．但现代科学高度综合,互相渗透,从整个陶瓷工业制造工艺的内容来分析,它的错综复杂与牵涉之广,显然不是仅用无机化学的理论所能概括。，采用高纯度人工合成的原料，利用精密控制工艺成形烧结制成，一般具有某些特殊性能，以适应各种需要根据其主要成分，有氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷、金属陶瓷等；特种陶瓷具有特殊的力学、光、声、电、磁、热等性能本节主要介绍特种陶瓷。氮化硅陶瓷 ，属于共价键结合的化合物，氮化硅陶瓷表面经抛光后，有金属光泽， 晶粒内部的质点排列是远程有序排列的规则点阵(图中黑线包围区域内)，而晶粒之间的质点则呈混乱的无序排列这可视为品格发生了畸变品格畸变的厚度称为品界厚度经响制品和显微结构性能的主要有晶界的异相偏折和物质迁移两个效应，熔点1900℃（加压下），6／K，约为A1203的1／3，它的导热系数大，为18．4W／(m·K)，同时具有高强度，因此其抗热震性十分优良，仅次于石英和微晶玻璃，热疲劳性能也很好，室温电阻率为1．1x10“Q·cm，900， 陶瓷材料抗热震性测试Zui常用的方法是急冷-强度法 ［2］ ，即将试样直接从高温淬入水中水 冷或放在空气中空冷，然后测试它的强度衰减量或找出强度不产生大幅度下降的临界温差，具有这种自润滑性产生的主要原因，不同于石墨，氮化硼，滑石等在于材料组织的鳞片层状结构， 烧结Si3N4 时活化剂数量为8% 就比例而言,Al2O3 为2%, Y2O3 为6%); 烧结SiC时, 石榴石 的比例中氧化物相占 15%利用烧结试样测定了 强度、维氏硬度及抗裂系数 与温度之间的关系测定结果见图2 强度的测定结果表明, Si 质材料于1000时强度开始显著地下降, 于1400时强度更强烈 地下降, 其中包括热压的Si3N4, 其开始阶段的强 度水平比烧结 Si3N4 倍， 氮化硅（Si3N4）存在有3种结晶结构，分别是α、β和γ三相，α和β两相是Si3N4Zui常出现的型式，且可以在常压下制备，γ相只有在高压及高温下，才能合成得到，它的硬度可达到35GPa， 在氧化气氛中可使用到1400℃，在中性或还原气氛中一直可使用到1850℃

氮化硅和氧化硅氮化硅陶瓷在工业上的用途

碳化硅陶瓷作为现代工程陶瓷之一，其硬度仅次于金刚石，具有热膨胀系数小、热导率高、化学稳定性好、耐磨性能高、在高温下仍具有良好力学性能和抗氧化性能等突出的物理化学性质，成为Zui具发展前景的结构陶瓷，可以广泛应用于石油化工、冶金机械、微电子器件和航空航天等领域同时，SiC还具有低的中子活性、良好的耐辐照损伤能力和高温结构稳定性等优点，成为新一代核裂变以及未来核聚变反应堆中的重要结构材料之一

氮化硅和氧化硅氮化硅和碳化硅轴套区别材料介绍

用碳化硅陶瓷与其他材料一起组成的燃烧室及喷嘴,已用于火箭技术中碳化硅基复合材料制备的阿丽亚娜火箭尾喷管已成功应用 碳化硅密度居中,比Al2O3轻20%,硬度和弹性模量较高,价格比B4C低得多,还可用于装甲车辆和飞机机腹及防弹防刺衣等 碳化硅材料还具有自润滑性及摩擦系数小,约为硬质合金的一半它的抗热震性好、弹性模量高等特点在一些特殊地方获应用,如用来制成高功率的激光反射镜其性能优于铜质,由于密度低、刚性好、变形小,CVD与反应烧结的碳化硅轻量化反射镜已经在空间技术中大量使用

氧化锆陶瓷材料具有强度高、硬度高、密度低、膨胀系数低以及耐磨、隔热、耐腐蚀、化学稳定性好、电热性能优越等特性，已成为广泛应用于航空航天、仪器仪表、石油化工、机械制造等领域的新型材料但由于氧化锆陶瓷材料同时具有高脆性、低断裂韧性及材料弹性极限与强度非常接近等特点，因此氧化锆陶瓷材料的加工难度很大，加工工艺稍有不当便会引起工件表面层组织的破坏，很难实现高精度、高效率、高可靠性的加工，从而限制了氧化锆陶瓷材料应用范围的进一步扩展

氧化铝陶瓷制品成型方法有干压、注浆、挤压、冷等静压、注射、流延、热压与热等静压成型等多种方法近几年来国内外又开发出压滤成型、直接凝固注模成型、凝胶注成型、离心注浆成型与固体自由成型等成型技术方法不同的产品形状、尺寸、复杂造型与精度的产品需要不同的成型方法

氮化硅和氧化硅氮化硅材料的制备与应用

轴承零件用氮化硅粉末要求具有下列重要特性：（1）纯度高；（2）高均匀而细的 颗粒；（3）a相含量高，所以制取氮化硅粉末较适宜的方法属碳热还原氮化法，即采用高纯度细二氧化硅粉，将其与作为还原剂的碳粉混合，氮气氛1350~1480℃还原氮化,反应式为：2SiO2+6C+2N2Si3N4+6CO,将反应得到的氮化硅粉末在氧化性气氛中600～700℃下热处理除碳，得到的粉末含金属杂质较少，纯度高，颗粒细，α相含量高

氮化硅和氧化硅氮化硅的制作流程

流延成型（Tape casting），又称刮刀法或刀片涂覆法流延成型制备陶瓷材料通常是将陶瓷粉体与有机添加剂按适当配比混合制备出具有一定黏度的陶瓷浆料，浆料从容器中留下，被刮刀以一定厚度刮压涂覆在专用基带上，经干燥、固化后从上剥下成为陶瓷生坯，然后根据成品的尺寸和形状需求对陶瓷生坯进行冲切、层合等加工处理，再高温烧结，Zui终获得所需形状、尺寸和性能（密度、强度、微观结构等）的陶瓷材料或制品

氮化硅和氧化硅氮化硅陶瓷难烧结的原因

随着烧结的进行 ,气孔逐渐缩小,气孔中的气压逐渐增大 当气孔中气压达到 2 γ / r (式中 γ 为表面能, r 为气孔半径 )时 ,即抵消了作为烧结推动力的表面能的作用当采用热压时 ,增加了外压力 P ,使烧结推动力增加至 [ P+ ( 2 γ / r ) ],从而促进了烧结 K . H . Jack 用 Si 3 N 4 中加入7 w / o 的 Y 2 O 3 进行研究 ,与无压烧结情况比较 可发现热压烧结温度降低 , ,致密化速度提高 ,故 ,采用热压烧结法是十分必要的