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氮化硅是一种高温陶瓷材料

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氮化硅加工方法加工流程及方法:工业陶瓷加工方法工业陶瓷加工方法中,机械加工方法的效率高,因而在工业上获得广泛应用,特别是金刚石砂轮磨削、研磨和抛光较为普遍工业陶瓷其他加工方法大多适用于打孔、切割或微加工等切割时大多用金刚石砂轮进行磨削切割,打孔时按照不同孔径分别进行超声波加工、研磨或磨削方式加工。

加工报价:80元/件

氮化硅陶瓷材料的基本特点是什么高效液相煅烧是在碳碳复合材料颗粒料中加上A和Y,成形后在℃一Y情性氛围下煅烧,在煅烧全过程中A1z队和Y产生低共熔化学物质YAG(纪铝石榴石Y3Ali〔)…溶点℃),高效液相的出現推动了Sic的煅烧并减少了煅烧溫度。氮化硅陶瓷可代替合金钢制造陶瓷发动机,其工作温度可达℃~℃,密度也只有钢的一半左右,这对减小发动机自身重量也有重要意义。

热等静压烧结工艺过程反应烧结法生产氮化硅制品是将磨细的硅粉(粒度一般小于80μm),用机压或等静压成型,坯体干燥后,在氮气中加热至~℃,在烧成过程中同时氮化而制得采用这种生产方法,原料条件和烧成工艺及气氛条件对制品的性能有很大的影响。硅粉中含有许多杂质,如Fe,Ca,Aì,Ti等Fe被认为是反应过程中的催化剂它能促进硅的扩散,但同时,也将造成气孔等缺陷Fe作为添加剂的主要作用:在反应过程中可作催化剂,促使制品表面生成SiO2氧化膜;形成铁硅熔系,氮溶解在液态FeSi2中,促进β-Si3N4的生成但铁颗粒过大或含量过高,制品中也会出现气孔等缺陷,降低性能一般铁的加入量为0~5%Al,Ca,Ti等杂质,易与硅形成低共熔物适当的添加量,可以促进烧结,提高制品的性能。硅粉的粒度越细,比表面积越大,则可降低烧成温度粒度较细的硅粉与粒度较粗的硅粉相比,制品中含α-Si3N4的量增高降低硅粉的粒径,可以降低制品的显微气孔尺寸适当的粒度配比,可以提高制品密度温度对氮化速率影响很大在~℃氮化反应开始,在℃左右反应速率加快在高温阶段,由于是放热反应,若温度很快超过硅的熔点(℃),则易出现流硅,严重的将使硅粉坯体熔融坍塌。

高温结构陶瓷氮化硅属于什么Si3N4分子中Si原子和周围4个N原子以共价键结合,形成[Si-N4]四面体结构单元,所有四面体共享顶角构成三维空间网,形成Si3N4,有两种相结构,α相和β相如下图所示:其共价键长较短,成键电子数目多,原子间排列的方向性强,相邻原子间相互作用大Si3N4存在两种由[Si-N4]四面体结构以不同的堆砌方式堆砌而成的三维网络晶形,一个是α-Si3N4,另一个是β-Si3N4正是由于[Si-N4]四面体结构单元的存在,Si3N4具有较高的硬度在β-Si3N4的一个晶胞内有6个Si原子,8个N原子。其中3个Si原子和4个N原子在一个平面上,另外3个Si原子和4个N原子在高一层平面上第3层与第1层相对应,如此相应的在C轴方向按ABAB…重复排列,β-Si3N4的晶胞参数为a=0.nm,c=0.nmα-Si3N4中第3层、第4层的Si原子在平面位置上分别与第1层、第2层的Si原子错了一个位置,形成4层重复排列,即ABCDABCD…方式排列相对β-Si3N4而言,α-Si3N4晶胞参数变化不大,但在C轴方向约扩大一倍(a=0.nm,c=0.),其中还含有3%的氧原子以及许多硅空位,因此体系的稳定性较差,这使α相结构的四面体晶形发生畸变,而β相在热力学上更稳定由于氧原子在α相中形成Si-O-Si离子性较强的的键,这使α相中的[Si-N4]四面体易产生取向的改变和链的伸直,原子位置发生调整,使得α相在温度达到℃以上时转变到β相,使其结构稳定。在常压下,Si3N4没有熔点,于℃左右直接分解,可耐氧化到℃,实际使用知达℃(超过℃力学强度会下降氮化硅陶瓷耐高温,在过热蒸汽下,Si3N4沒有溶点,于℃上下立即溶解,能耐空气氧化到℃,具体应用达℃。

氮化硅的主要应用由于氮化硅陶瓷具有如此优异的特性,人们常常利用它来制造燃气发动机的耐高温部件、化学工业中耐腐蚀部件、半导体工业中的坩埚、以及高温陶瓷轴承、高速切削工具、雷达天线罩、核反应堆的支撑、隔离件和裂变物质的载体等[1]。




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