Si3N4结构陶瓷做为一种出色的高温施工材料,能发挥特长的是其在高温行业中的运用。Si3N4将来的发展前景是:⑴充分运用和运用Si3N4自身所具备的出色特点;⑵在Si3N4粉末状烧结时,开发设计一些新的助熔剂,科学研究和操纵目前助熔剂的成份;⑶改进制粉、成形和烧结加工工艺;⑷研发Si3N4与SiC等原材料的复合化,便于制得大量的高分子材料。S它是用硅粉作原材料,先用一般成形的方式制成需要的样子,在N2以及1200℃的高温下开展基本氮化,使在其中一部分硅粉与氮反映转化成氮化硅,这时候全部坯体早已具备一定的抗压强度。S它是用硅粉作原料,先用通常成型的方法做成所需的形状,在氮气中及1200℃的高温下进行初步氮化,使其中一部分硅粉与氮反应生成氮化硅,这时整个坯体已经具有一定的强度。随后在1350℃~1450℃的高温炉中开展二次氮化,反映成氮化硅。用压合烧结法能制得做到基础理论相对密度99%的氮化硅。
气压烧结法(GPS)获得很大的进展气压烧结法( GPS)
近几年来,人们对气压烧结进行了大量的研究,获得了很大的进展。气压烧结氮化硅在1 ~10MPa气压下,2000℃左右温度下进行。由于氮化硅是键强高的共价化合物,并在空气中能形成氧化物保护膜,所以还具有良好的化学稳定性。高的氮气压控制了氮化硅的高温分解。由于采用高温烧结,在添加较少烧结助剂情况下,也足以促进Si3N4晶粒生长,而获得密度> 99%的含有原位生长的长柱状晶粒高韧性陶瓷. 因此气压烧结无论在实验室还是在生产上都得到越来越大的重视. 气压烧结氮化硅陶瓷具有高韧性、高强度和好的耐磨性,可直接制取接近终形状的各种复杂形状制品,从而可大幅度降低生产成本和加工费用. 而且其生产工艺接近于硬质合金生产工艺,适用于大规模生产。
氮化硅的制法有以下几种: 在1300~1400℃时将粉状硅与氮气反应; 在1500℃时将纯硅与氨作用;
在含少量氢气的氮气中灼烧二氧化硅和碳的混合物;将SiCl4的氨解产物Si(NH2)4完全热分解。氮化硅可用作催化剂载体、耐高温材料、涂层和磨料等。
氮化硅陶瓷具有高强度、耐高温的特点,在陶瓷材料中其综合力学,耐热震性能、性能、耐磨损性能、耐蚀性能好,是热机部件用陶瓷的候选材料。在机械工业,氮化硅陶瓷用作轴承滚珠、滚柱、滚球座圈、工模具、新型具、泵柱塞、心轴 密封材料等。
氮化硅的很多特点都归纳为在这里结构。纯Si3N4为3119,有α和β二种分子式,均为六角晶体结构,其融解温度在空气中为1800℃,在110MPa氮中为1850℃。Si3N4热膨胀系数低、导热率高。2、氮化硅结合碳化硅制品的常温强度高,在1200-1400℃高温下,几乎保持与常温相同时间的强度和硬度。压合锻烧的氮化硅升温到l000℃后资金分配冷水中也不易。没有太高的温度下,Si3N4具有较高的抗压强度和抗冲击性,但在1200℃以上会随使用时间的提升而出現毁坏,使其抗压强度降低,Si3N4未来的发展前途是:⑴充分利用和应用Si3N4本身所具有的优异特性;⑵在Si3N4粉状锻烧时,设计开发一些新的助熔剂,科研和控制现阶段助熔剂的成分;⑶改善制粉、成型和煅烧法;⑷产品研发Si3N4与SiC等原料的复合化,有利于制取很多的纤维材料。它耐高温,抗压强度一直可以维持到1200℃的高温而不减少,受热后不易熔成融体,一直到1900℃才会融解,并有让人的耐水洗浸蚀能,可耐大部分所有的氧化剂和30%以下的溶液,也可耐很多柠檬酸钠的腐蚀;此外也是一种电电缆护套原材料。