氮化硅陶瓷的優(yōu)勢

      特種陶瓷是指具有特殊力學(xué)、物理或化學(xué)性能的一類陶瓷，所用的原料和所需的生產(chǎn)工藝技術(shù)都與普通陶瓷有較大的不同和發(fā)展。按照特性和用途，特種陶瓷可分為兩大類：結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷。其中，結(jié)構(gòu)陶瓷是指能作為工程結(jié)構(gòu)材料使用的陶瓷，一般都具有高強度、高硬度、高彈性模量、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震等特性。

      結(jié)構(gòu)陶瓷種類繁多，優(yōu)缺點及擅長的應(yīng)用方向各有異同，其中“氮化硅陶瓷”由于各方面性能較平衡，被譽為是結(jié)構(gòu)陶瓷家族中綜合性能最為優(yōu)良的一類，具有極其廣泛的應(yīng)用。具體是如何優(yōu)秀呢？下面便來一起看看。

氮化硅陶瓷的優(yōu)勢

       氮化硅(Si3N4)可被劃分為共價鍵化合物，以[SiN4]4-四面體為結(jié)構(gòu)單元，氮原子和硅原子的具體位置從下圖可以看出，硅處于四面體中心，四面體四個頂點的位置被氮原子占據(jù)，然后每三個四面體共用一個原子，在三維空間中不斷重復(fù)延伸，最終形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。氮化硅的很多性能與這種四面體結(jié)構(gòu)相關(guān)。

      氮化硅存在有3種結(jié)晶結(jié)構(gòu)，分別是α、β和γ三相，其中α和β兩相是氮化硅最常出現(xiàn)的形式。由于氮原子之間結(jié)合得非常牢固，因此氮化硅具有良好的高強度、高硬度及耐高溫等性能，硬度可達HRA91~93；熱硬性好，能承受1300~1400℃的高溫；與碳和金屬元素化學(xué)反應(yīng)較小導(dǎo)致其摩擦系數(shù)較低；具有自潤滑性，因此耐磨損；抗腐蝕能力較強，除了氫氟酸以外，它不與其它無機酸發(fā)生反應(yīng)，高溫時還具有抗氧化能力；它還具有良好的抗熱震性，在空氣中急劇冷卻再急劇加熱也不會碎裂；氮化硅陶瓷高溫蠕變小，在高溫和固定負載的作用下，所產(chǎn)生的緩慢塑性形變很小。

       此外，氮化硅陶瓷還具有高比強、高比模、高熱導(dǎo)率、優(yōu)良的電學(xué)性能等優(yōu)點，因此在高溫、高速、強腐蝕介質(zhì)等極限環(huán)境下具有特殊的應(yīng)用價值，被認為是最具有發(fā)展應(yīng)用前景的結(jié)構(gòu)陶瓷材料之一，在許多需要經(jīng)受考驗的應(yīng)用場合中常常成為首選，以下就對這些應(yīng)用方向做一個盤點。