Si3N4 氮化硅结构陶瓷材料---化学式为Si3N4

氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，化学式为Si3N4。是超硬物质，润滑耐磨，是原子晶体；高温抗氧化。而且能抵抗冷热冲击，在空气体中加热到1000℃以上，再急速冷却加热也不会破裂。正是因为氮化硅陶瓷具有如此优异的特性，所以人们经常用它来制造轴承、燃气轮机叶片、机械密封环、永久模具等机械部件。如果发动机零件的受热面采用耐高温、传热困难的氮化硅陶瓷制成，不仅可以提高柴油机的质量，节省燃油，还可以提高热效率。中国、美国、日本等国家都开发了这种柴油机。

氮化硅陶瓷制品的生产方法有两种，即反应烧结法和热压烧结法。反应烧结法是按照陶瓷制品的一般生产方法，形成硅粉或硅粉和氮化硅粉的混合物。然后在氮化炉中于1150~1200℃预氮化。获得一定强度后，可在机床上加工，然后在1350~1450℃下进一步氮化18 ~ 36小时，直至变成氮化硅。用这种方法制造的产品尺寸准确，体积稳定。热压烧结规律是氮化硅粉末和少量添加剂(如MgO、Al2O3、MgF2、AlF3或Fe2O3等。)在19.6兆帕以上的压力和1600-1700℃的温度下热压和烧结。通常热压烧结制备的产品比反应烧结制备的产品密度更高，性能更好。

氮化硅强度高，尤其是热压氮化硅，是世界上最坚硬的物质之一。它极其耐高温，强度可以保持到1200℃而不降低，加热后不会熔化成熔体，直到1900℃才分解，具有惊人的耐化学腐蚀能力，几乎可以承受30%以下的所有无机酸和苛性钠溶液，还可以抵抗多种有机酸的腐蚀；同时，它还是一种高性能的电绝缘材料。

氮化硅陶瓷具有高强度和耐高温的特点。在陶瓷材料中，它具有最佳的综合力学性能，良好的抗热震性、抗氧化性、耐磨性和耐腐蚀性，是热机部件用陶瓷的首选材料。

在机械工业中，氮化硅陶瓷被用作轴承球、滚子、滚珠座圈、工具和模具、新型陶瓷工具、泵柱塞、心轴密封材料等。

在化学工业中，氮化硅陶瓷被用作耐磨和耐腐蚀的部件。如球阀、泵体、燃烧汽化器、过滤器等。

在冶金工业中，氮化硅陶瓷具有耐高温、低摩擦系数和自润滑的特点。对大多数金属和合金溶液稳定，因此，它可用于制造加工金属材料的工具和模具，如芯轴拉伸、挤压和拉丝模具、辊、转移辊、加热体夹具、热电偶套管、金属热处理支架、坩埚、铝液体导管营地、铝包层衬里等。

氮化硅陶瓷材料也广泛应用于电子、军事和核工业。

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