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氮化硅陶瓷的优势

      特种陶瓷是指具有特殊力学、物理或化学性能的一类陶瓷,所用的原料和所需的生产工艺技术都与普通陶瓷有较大的不同和发展。按照特性和用途,特种陶瓷可分为两大类:结构陶瓷和功能陶瓷。其中,结构陶瓷是指能作为工程结构材料使用的陶瓷,一般都具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐高温、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗热震等特性。


      结构陶瓷种类繁多,优缺点及擅长的应用方向各有异同,其中“氮化硅陶瓷”由于各方面性能较平衡,被誉为是结构陶瓷家族中综合性能最为优良的一类,具有极其广泛的应用。具体是如何优秀呢?下面便来一起看看。


氮化硅陶瓷的优势


       氮化硅(Si3N4)可被划分为共价键化合物,以[SiN4]4-四面体为结构单元,氮原子和硅原子的具体位置从下图可以看出,硅处于四面体中心,四面体四个顶点的位置被氮原子占据,然后每三个四面体共用一个原子,在三维空间中不断重复延伸,最终形成网络结构。氮化硅的很多性能与这种四面体结构相关。


      氮化硅存在有3种结晶结构,分别是α、β和γ三相,其中α和β两相是氮化硅最常出现的形式。由于氮原子之间结合得非常牢固,因此氮化硅具有良好的高强度、高硬度及耐高温等性能,硬度可达HRA91~93;热硬性好,能承受1300~1400℃的高温;与碳和金属元素化学反应较小导致其摩擦系数较低;具有自润滑性,因此耐磨损;抗腐蚀能力较强,除了氢氟酸以外,它不与其它无机酸发生反应,高温时还具有抗氧化能力;它还具有良好的抗热震性,在空气中急剧冷却再急剧加热也不会碎裂;氮化硅陶瓷高温蠕变小,在高温和固定负载的作用下,所产生的缓慢塑性形变很小。


       此外,氮化硅陶瓷还具有高比强、高比模、高热导率、优良的电学性能等优点,因此在高温、高速、强腐蚀介质等极限环境下具有特殊的应用价值,被认为是最具有发展应用前景的结构陶瓷材料之一,在许多需要经受考验的应用场合中常常成为首选,以下就对这些应用方向做一个盘点。

文章分类: 行业新闻
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