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發(fā)布時間:2020-11-28 09:01  
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氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料。它是一種超硬物質(zhì),本身具有潤滑性,并且耐磨損,為原子晶體;高溫時。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。正是由于氮化硅陶瓷具有如此優(yōu)異的特性,人們常常利用它來制造軸承、氣輪機葉片、機械密封環(huán)、性模具等機械構(gòu)件。如果用耐高溫而且不易傳熱的氮化硅陶瓷來制造發(fā)動機部件的受熱面,不僅可以提高柴油機質(zhì)量,節(jié)省燃料,而且能夠提高熱效率。⑷研制Si3N4與SiC等材料的復合化,以便制取更多的復合材料。我國及美國、日本等國家都已研制出了這種柴油機。 氮化硅陶瓷材料具有熱穩(wěn)定性高、能力強以及產(chǎn)品尺寸度高等優(yōu)良性能。由于氮化硅是鍵強高的共價化合物,并在空氣中能形成氧化物保護膜,所以還具有良好的化學穩(wěn)定性,1200℃以下不被氧化,1200~1600℃生成保護膜可防止進一步氧化,并且不被鋁、鉛、錫、銀、黃銅、鎳等很多種熔融金屬或合金所浸潤或腐蝕,但能被鎂、鎳鉻合金、不銹鋼等熔液所腐蝕。 氮化硅陶瓷材料可用于高溫工程的部件,冶金工業(yè)等方面的耐火材料,化工工業(yè)中抗腐蝕部件和密封部件,機械加工工業(yè)的刀具和刃具等。

相對分子質(zhì)量140.28?;疑?、白色或灰白色。屬高溫難溶化合物,無熔點,抗高溫蠕變能力強,不含粘結(jié)劑的反應(yīng)燒結(jié)氮化硅負荷軟化點在1800℃以上;六方晶系。晶體呈六面體。反應(yīng)燒結(jié)法制得的Si3N4密度為1.8~2.7g/cm3,熱壓法制得Si3N4密度為3.12~3.22g/cm3。莫氏硬度9~9.5,維氏硬度約為2200,顯微硬度為32630MPa。熔點1900℃(加壓下)。通常在常壓下1900℃左右分解。比熱容0.71J/(g·K)。生成熱為-751.57kJ/mol。熱導率為(2-155)W/(m·K)。線膨脹系數(shù)為2.8~3.2×10-6/℃(20~1000℃)。Si3N4陶瓷材料作為一種優(yōu)異的高溫工程材料,能發(fā)揮優(yōu)勢的是其在高溫領(lǐng)域中的應(yīng)用。不溶于水。溶于。在空氣中開始氧化的溫度1300~1400℃。比體積電阻,20℃時為1.4×105 ·m,500℃時為4×108 ·m。彈性模量為28420~46060MPa。耐壓強度為490MPa(反應(yīng)燒結(jié)的)。1285℃時與二氮化二鈣反應(yīng)生成二氮硅化鈣,600℃時使過渡金屬還原,放出氮氧化物??箯潖姸葹?47MPa。可由硅粉在氮氣中加熱或鹵化硅與氨反應(yīng)而制得。電阻率在10^15-10^16Ω.cm。可用作高溫陶瓷原料。

我國自80年代中期開始研究氮化硅技術(shù)。主要是研究減重效率的結(jié)構(gòu)氮化硅材料-多孔氮化硅材料,關(guān)于氮化硅復合材料的研究剛剛起步,多孔氮化硅復合材料材料組成體系的理論設(shè)計與試驗設(shè)計相關(guān)研究很少,尚處于摸索階段,受國內(nèi)外相關(guān)研究資料較少的影響,這方面我國的研究一直處于相對落后地位,許多研究單位以及學者多把研究重點放在領(lǐng)域,而其它領(lǐng)域的應(yīng)用研究基本尚處空白。正是由于氮化硅陶瓷具有特性,人們常常用它來制造軸承、機械密封環(huán)等機械構(gòu)件。這方面的研究有待進一步加強。多孔氮化硅陶瓷介電常數(shù)預測及其性能影響規(guī)律認識不夠完全,其理論工作與試驗工作的研究都很少。
