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發布時間：2021-01-06 05:48
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氣壓燒結法(GPS)獲得很大的進展
氣壓燒結法（ GPS)
近幾年來,人們對氣壓燒結進行了大量的研究，獲得了很大的進展。氣壓燒結氮化硅在1 ～10MPa氣壓下，2000℃左右溫度下進行。高的氮氣壓控制了氮化硅的高溫分解。由于采用高溫燒結，在添加較少燒結助劑情況下，也足以促進Si3N4晶粒生長，而獲得密度> 99%的含有原位生長的長柱狀晶粒高韌性陶瓷. 因此氣壓燒結無論在實驗室還是在生產上都得到越來越大的重視. 氣壓燒結氮化硅陶瓷具有高韌性、高強度和好的耐磨性，可直接制取接近終形狀的各種復雜形狀制品，從而可大幅度降低生產成本和加工費用. 而且其生產工藝接近于硬質合金生產工藝，適用于大規模生產。1、氮化硅結合碳化硅制品，質地堅硬，莫氏硬度約為9，在非金屬材料中屬于硬度材料，僅次于金剛石。
耐火磚按制備工藝方法來劃分
耐火磚簡稱火磚。用耐火黏土或其他耐火原料燒制成的耐火材料。淡黃色或帶褐色。主要用于砌冶煉爐，能耐1，580℃—1，770℃的高溫。也叫火磚。具有一定形狀和尺寸的耐火材料。按制備工藝方法來劃分可分為燒成磚、不燒磚、電熔磚（熔鑄磚）、耐火隔熱磚；按形狀和尺寸可分為標準型磚、普通磚、特異型磚等。可用作建筑窯爐和各種熱工設備的高溫建筑材料和結構材料，并在高溫下能經受各種物理化學變化和機械作用。例如耐火粘土磚、高鋁磚、硅磚、鎂磚等。 氮化硅結合碳化硅磚是以高純SiC為骨料，添加硅粉等外加劑，依據原位生成理論，在氮化爐中燒制而成。該產品具有強度高、高溫耐磨性好、熱傳導率高、熱膨脹系數小、熱震穩定性好等優點，特別是其具有優異的性、抗堿和CO侵蝕性。 其結構特征是：SiC大顆粒為基質所包圍，基質部分由粒狀SiC和原位生成的纖維狀Si3N4所組成，Si3N4纖維交織成三維空間網絡，將SiC小顆粒包圍起來，并與SiC大顆粒形成牢固的機械結合。3、熱膨脹系數小，相比碳化硅等制品熱導率高，不易產生熱應力，具有良好熱震穩定性，使用壽命長。根據要求配以各種結合劑,經高壓成型，制品具有良好的熱穩定性和較高的導熱系數,且耐腐蝕性好,是工業窯爐理想的節能材料，該產品具有高溫耐磨性好、膨脹系數小、熱震穩定性好等特點。
硅粉中含有許多雜質，如Fe，Ca，Aì，Ti等。Fe被認為是反應過程中的催化劑。它能促進硅的擴散，但同時，也將造成氣孔等缺陷。Fe作為添加劑的主要作用：在反應過程中可作催化劑，促使制品表面生成SiO2氧化膜；形成鐵硅熔系，氮溶解在液態FeSi2中，促進β-Si3N4的生成。但鐵顆粒過大或含量過高，制品中也會出現氣孔等缺陷，降低性能。一般鐵的加入量為0～5%。Al，Ca，Ti等雜質，易與硅形成低共熔物。適當的添加量，可以促進燒結，提高制品的性能。γ相只有在高壓及高溫下，才能合成得到，它的硬度可達到35GPa。
氮化硅的化學式為Si3N4，是一種重要的結構陶瓷材料。氮化硅是一種超硬物質，本身具有潤滑性，并且耐磨損，為原子晶體；高溫時。而且，氮化硅還能抵抗冷熱沖擊，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、性模具等機械構件。如果用耐高溫而且不易傳熱的氮化硅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。但制造成本高、燒結設備復雜，由于燒結體收縮大，使產品的尺寸精度受到一定的限制，難以制造復雜零件，只能制造形狀簡單的零件制品，工件的機械加工也較困難。
氮化硅（Si3N4）存在有3種結晶結構，分別是α、β和γ三相。α和β兩相是Si3N4非常常出現的型式，且可以在常壓下制備。γ相只有在高壓及高溫下，才能合成得到，它的硬度可達到35GPa。
