氮化硅陶瓷是一種有廣闊發展前景的耐高溫高強度結構陶瓷。氮化硅陶瓷在高技術陶瓷中占有重要地位,其具有高性能,與其他陶瓷相比,氮化硅陶瓷比重小,熱膨脹系數低,抗熱沖擊性好,斷裂韌性高,是一種理想的高溫結構材料和高速切削工具陶瓷材料。下面給大家介紹關于氮化硅陶瓷結構件的特點以及性質的內容,歡迎閱讀!
氮化硅陶瓷結構件的特點:
氮化硅陶瓷是燒結時不收縮的無機材料陶瓷。氮化硅的強度很高,尤其是熱壓氮化硅,是世界上較為堅硬的物質之一。具有高強度、低密度、耐高溫等特點。
Si3N4陶瓷是一種共價鍵化合物?;窘Y構單元為[SiN4]四面體。硅原子位于四面體的中心,周圍有四個氮原子,分別位于四面體的四個頂點,然后以每三個四面體共用一個原子的形式在三維空間中形成連續而堅固的網絡結構。
極耐高溫,強度可以保持到1200℃而不下降,加熱后不會熔化成熔體,直到1900℃才會分解,具有驚人的耐化學腐蝕性,幾乎所有的無機酸和30%以下的燒堿溶液,以及許多有機酸的腐蝕;它也是一種高性能電絕緣材料。
氮化硅陶瓷結構件的性質:
氮化硅的許多性能都歸因于這種結構。純Si3N4為3119,有α和β兩種晶體結構,均為六角晶體,其分解溫度為空氣1800℃,110MPa氮1850℃。Si3N4熱膨脹系數低,導熱率高,耐熱沖擊性極佳。加熱到l000℃后,熱壓燒結的氮化硅不會在冷水中破裂。Si3N4在低溫下具有較高的強度和抗沖擊性,但在1200℃以上會隨著使用時間的增加而損壞,降低其強度,在1450℃以上更容易出現疲勞損傷,因此Si3N4的使用溫度一般不超過1300℃。由于Si3N4的理論密度較低,比鋼材和工程超耐熱合金鋼輕得多,因此在所需材料具有高強度、低密度、耐高溫性能的地方更適合用Si3N4陶瓷代替合金鋼。
氮化硅(Si3N4)陶瓷材料作為一種優良的高溫工程材料,在高溫領域的應用具有極高的耐高溫性,其強度可以保持在1200℃的高溫而不下降,加熱后不會熔化成熔體,直到1900℃才會分解,具有驚人的耐化學腐蝕性,能承受幾乎所有的無機酸和30%以下的燒堿溶液,也能承受許多有機酸的腐蝕;同時,它也是一種高性能電絕緣材料。氮化硅與水幾乎不起作用;銨鹽和二氧化硅在濃強酸溶液中緩慢水解生成;易溶于氫氟酸,與稀酸不起作用。濃強堿溶液能緩慢腐蝕氮化硅,熔融的強堿能迅速將氮化硅轉化為硅酸鹽和氨氮化硅材料。這些性能堪比高溫合金,但作為高溫結構材料,也存在機械沖擊強度低、脆性斷裂等缺點。因此,在氮化硅制造復雜材料的研究中得到了廣泛應用,尤其是氮化硅結合碳化硅和添加其他化合物。
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