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Si3N4陶瓷材料作為一種優(yōu)異的高溫工程材料

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。Si3N4 今后的發(fā)展方向是：⑴充分發(fā)揮和利用Si3N4 本身所具有的優(yōu)異特性；⑵在Si3N4 粉末燒結(jié)時，開發(fā)一些新的助熔劑，研究和控制現(xiàn)有助熔劑的成分；⑶改善制粉、成型和燒結(jié)工藝； ⑷研制Si3N4 與SiC等材料的復(fù)合化，以便制取更多的復(fù)合材料。它耐高溫，強度一直可以維持到1200℃的高溫而不下降，受熱后不會熔成融體，一直到1900℃才會分解，并有驚人的耐化學(xué)腐蝕性能，能耐幾乎所有的無機酸和30%以下的溶液，也能耐很多有機酸的腐蝕；Si3N4今后的發(fā)展方向是：⑴充分發(fā)揮和利用Si3N4本身所具有的優(yōu)異特性。同時又是一種電絕緣材料。

氮化硅磚是指以氧化鎂(MgO)和三氧化二鉻(Cr2O3)為主

氮化硅磚就是指以氧化鎂(MgO)和三氧化二鉻(Cr2O3)為主要成分，方鎂石和尖晶石為關(guān)鍵礦物質(zhì)成分的耐火保溫材料產(chǎn)品。這種磚耐火性高，高溫抗壓強度大，抗偏堿渣腐蝕性強，熱穩(wěn)定性，對酸堿性渣也是有一定的適應(yīng)能力。氮化硅（Si3N4）存有有3種結(jié)晶體構(gòu)造，分別是α、β和γ三相。α和β兩相是Si3N4常出現(xiàn)的形式，且能夠 在過熱蒸汽下制取。γ相僅有在髙壓及高溫下，才可以生成獲得，它的強度可做到35GPa。氮化硅磚是以Si3N4為主要成分的獨特耐火保溫材料產(chǎn)品。相對密度3.19g/cm3。熱膨脹系數(shù)小，為2.53×10-6/℃。1200℃下導(dǎo)熱率18.4W/(m·K)。熱穩(wěn)定性好，1200～2000℃熱交換器上一千次不毀壞。抗折強度達到200~700MPa，耐空氣氧化溫度1400℃，在復(fù)原氛圍中達到1870℃。室內(nèi)溫度電阻1.1×1014Ω·m。選用硅粉滲氮后煅燒或壓合方式制得。生產(chǎn)制造氮化硅磚的關(guān)鍵原料是煅燒鎂砂和鉻鐵礦。鎂砂原料的純凈度要盡量高，鉻鐵礦成分的規(guī)定為：Cr2O330～45%，CaO不超1.0～1.5%。燒造氮化硅磚的生產(chǎn)工藝流程與鎂質(zhì)磚大致差不多。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。以便清除磚在燒制全過程中因為MgO和Cr2O3、Al2O3或立即融合氮化硅磚。

常壓燒結(jié)法(PLS)在提高燒結(jié)氮氣氛壓力方面,利用Si3N4

常壓燒結(jié)法（ PLS)

在提高燒結(jié)氮氣氛壓力方面，利用Si3N4 分解溫度升高（通常在N2 = 1atm氣壓下，從1800℃開始分解）的性質(zhì)，在1700———1800℃溫度范圍內(nèi)進行常壓燒結(jié)后，再在1800———2000℃溫度范圍內(nèi)進壓燒結(jié)。該法目的在于采用氣壓能促進Si3N4 陶瓷組織致密化，從而提高陶瓷的強度.所得產(chǎn)品的性能比熱壓燒結(jié)略低。這種方法的缺點與熱壓燒結(jié)相似。常壓燒結(jié)法（PLS)在提高燒結(jié)氮氣氛壓力方面，利用Si3N4分解溫度升高（通常在N2=1atm氣壓下，從1800℃開始分解）的性質(zhì)，在1700———1800℃溫度范圍內(nèi)進行常壓燒結(jié)后，再在1800———2000℃溫度范圍內(nèi)進壓燒結(jié)。

氮化硅結(jié)合碳化硅磚的特點

氮化硅融合碳化硅磚特性是以Si3N4為融合劑。Si3N4以纖維狀或纖維結(jié)晶體存有于SiC晶體中間，是一種關(guān)鍵的新式耐火材料。一般含碳化硅70%～75%，氮化硅18%～25%。具備優(yōu)良耐腐蝕工作能力，1400℃抗折強度達50～55MPa，顯孔隙率15%。熱膨脹系數(shù)(4.5～5.0)×10-2℃-1。氮化硅結(jié)構(gòu)陶瓷具備耐熱性高。因為氮化硅是鍵強高的共價化合物，并在氣體里能產(chǎn)生金屬氧化物防護膜，因此還具備優(yōu)良的有機化學(xué)可靠性。氮化硅融合碳化硅制品：氮化硅融合碳化硅原材料是一種耐火材料，關(guān)鍵商品有氮化硅融合碳化硅輻射管、氮化硅融合碳化硅磚等。1、氮化硅融合碳化硅制品，材質(zhì)硬實，硬度約為9，在非金屬材質(zhì)中歸屬于強度原材料，僅次金鋼石。2、氮化硅融合碳化硅制品的常溫下抗壓強度高，在1200-1400℃高溫下，基本上維持與常溫下同樣時間的抗壓強度和強度。3、熱膨脹系數(shù)小，對比碳化硅等產(chǎn)品導(dǎo)熱系數(shù)高，不容易造成焊接應(yīng)力，具備優(yōu)良熱震可靠性，使用期長。4、商品廣泛運用于鋼材、稀有金屬、化工廠裝飾建材等多種多樣制造行業(yè)。根據(jù)要求配以各種結(jié)合劑,經(jīng)高壓成型，制品具有良好的熱穩(wěn)定性和較高的導(dǎo)熱系數(shù),且耐腐蝕性好,是工業(yè)窯爐理想的節(jié)能材料，該產(chǎn)品具有高溫耐磨性好、膨脹系數(shù)小、熱震穩(wěn)定性好等特點。