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淺析氮化矽陶瓷的用途及應用

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淺析氮化矽陶瓷的用途及應用

發布日期:2018-09-23 作者: 點擊:

氮化矽是一種重要的結構陶瓷材料。它是一種超硬物質,本身具有潤滑性,并且耐磨損,為原子晶體;高溫時抗氧化。而且它還能抵抗冷熱沖擊,在空氣中加熱到1000℃以上,急劇冷卻再急劇加熱,也不會碎裂。正是由于氮化矽陶瓷具有如此優異的特性,人們常常利用它來制造軸承、汽輪機葉片、機械密封環、永久性模具等機械構件。如果用耐高溫而且不易傳熱的氮化矽陶瓷來制造發動機部件的受熱面,不僅可以提高柴油機質量,節省燃料,而且能夠提高熱效率。我國及美國、日本等國家都已研制出了這種柴油機。


氮化矽陶瓷有哪些區别于其它陶瓷材料的性能呢?

Si3N4陶瓷材料作為一種優異的高溫工程材料,最能發揮優勢的是其在高溫領域中的應用。它極耐高溫,強度一直可以維持到1200℃的高溫而不下降,受熱後不會熔成融體,一直到1900℃才會分解,并有驚人的耐化學腐蝕性能,能耐幾乎所有的無機酸和30%以下的燒堿溶液,也能耐很多有機酸的腐蝕;同時又是一種高性能電絕緣材料。氮化矽與水幾乎不發生作用;在濃強酸溶液中緩慢水解生成铵鹽和二氧化矽;易溶于氫氟酸,與稀酸不起作用。濃強堿溶液能緩慢腐蝕氮化矽,熔融的強堿能很快使氮化矽轉變為矽酸鹽和氨。

氮化矽材料的這些性能足以與高溫合金相媲美。但作為高溫結構材料,它也存在抗機械沖擊強度低,容易發生脆性斷裂等缺點。為此,在利用氮化矽制造複雜材料,尤其是氮化矽結合碳化矽以及用晶須和添加其它化合物進行氮化矽陶瓷增韌的研究中運用廣泛。


應用:由于Si3N4陶瓷的優異性能,它已在許多工業領域獲得廣泛應用。如: 在機械工業中用作渦輪葉片、機械密封環、高溫軸承、高速切削工具、永久性模具等;冶金工業中用作坩埚、燃燒嘴、鋁電解槽襯裡等熱工設備上的部件;化學工業中用作耐蝕、耐磨零件包括球閥、泵體、燃燒器、汽化器等;電子工業中用于薄膜電容器、高溫絕緣體等;航空航天領域用作雷達天線罩、發動機等;原子能工業中用作原子反應堆中的支撐件和隔離件、核裂變物質的載體等。Si3N4陶瓷具有優異的綜合性能和豐富的資源,是一種理想的高溫結構材料,具有廣闊的應用領域和市場,世界各國都在競相研究和開發。可以預言:随着陶瓷的基礎研究和新技術? 開發的不斷進步,特别是複雜件和大型件制備技術的日臻完善,Si3N4陶瓷材料作為性能優良的工程材料将得到更廣泛的應用。


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