氮化硅陶瓷
優點:絕緣性好,耐高溫1200度,硬度高,耐磨損,熱導率較高(散熱),性價比高,抗熱震性好(不怕忽冷忽熱)
用途:機械、電子、冶金、化工、航天、刀具
在氮化硅的結構中,氮原子與硅原子間的化學鍵力很強,因而,氮化硅具有許多優異性能,如高耐磨、高硬度、高強度、耐化學腐蝕、和很好的高溫穩定性等。
氮化硅陶瓷的強度高、韌性好,抗壓強度可達2500MPa, 斷裂韌性可達8MPam1/2,該材料的熱膨脹系數小,為(2.5~3.5×10-6/℃),與碳化硅、鋯石英、莫來石相近;氮化硅熱導性能好,熱導率在23~25W/m·K之間,具有良好的抗熱震性能,是優良的耐熱陶瓷。
氮化硅硬度高,其顯微硬度為16~18GPa。氮化硅摩擦系數低,有良好的自潤滑能力,摩擦系數在0.02~0.35之間,與加油的金屬表面相當,由于高硬度、摩擦系數小,因此是重要的刀具材料、模具材料,可以實現高速重切削,適用于切削鎳基、鈦基合金。由于摩擦系數低,且有自潤滑能力,所以是一種優良的軸承材料。
氮化硅有高的電阻率(室溫1.1×1012Ω·m), 高的介電常數(ε=9.4),低的介電損耗,所以是優良的介質瓷,與剛玉相當,可用作電路基片,高溫絕緣體,電容器和雷達天線等。
氮化硅有優良的化學穩定性,除氫氟酸外,能耐所有的無機酸和一些堿液、熔融堿和鹽的腐蝕。氮化硅抗氧化性能優良,因為表面生成致密的二氧化硅保護層,其抗氧化性能與碳化硅相當,空氣中Z高使用溫度達1200℃。
氮化硅陶瓷是一種耐高溫(Z高使用溫度可達1200℃)、高強度結構陶瓷,它具有強度高、抗熱震穩定性好、疲勞韌性高、室溫抗彎強度高、高耐磨、抗氧化、耐酸堿腐蝕、性能好等高性能,已被廣泛應用于各行業。
由于Si3N4陶瓷的優異性能,它已在許多工業領域獲得廣泛應用,如:
機械工業:電機軸承、高溫主軸、渦輪葉片、機械密封環等;
冶金工業:焊接輥、阻水圈、坩堝、燃燒嘴等;
化學工業:球閥、泵體、燃燒器、汽化器等耐蝕、耐磨零件;
航空、航天工業:高溫絕緣體、雷達天線罩、發動機等;
金屬加工:金屬成型、滾動元件、剪切刀具、工業噴嘴等;
汽車部件:渦輪轉子、凸輪挺桿等
隨著現代科技的高速發展,各行各業對材料的品質要求也越來越高。氮化硅陶瓷因其具有十分優異的物理和化學性能,而且具有超硬材料不所具備的耐酸堿性、絕緣性、隔熱性等特點,并且有一定的自潤性,在特定的領域中越來越被工程師所青睞,并被廣泛應用于航天航空、軍工、化學、汽車部件、電子設備、光伏、醫療設備、鋰電池、奢飾品、智能穿戴等領域。
氮化硅陶瓷具有優良的機械,性能和可加工性能,耐高溫陶瓷、耐腐蝕陶瓷、耐磨陶瓷、絕磁陶瓷,絕緣陶瓷及自潤滑陶瓷等優點,制成的氮化硅陶瓷軸、氮化硅陶瓷軸套,被廣泛應用于磁力驅動泵,化工泵,砂漿泵、泥漿泵、柱塞泵等
氣壓燒結氮化硅陶瓷的性能參數: | |
室溫抗折強度:(Mpa ) | 800-900 |
室溫斷裂韌性:(Mpa.m1/2) | 6.0-7.0 |
體積密度: (g/cm3) | 3.15-3.20 |
室溫體積電阻率:(Ω.cm) | 1014 |
室溫相對折電常數: (MHZ) | 6-7 |
熱導率: (W.(M.K)-1) | 20-25 |
熱澎漲系數: (×10-6/℃) | 3.1 |
硬度:(HRA) | 92-94 |
熱壓燒結氮化硅陶瓷的性能參數: | |
體積密度(g/cm3) | 3.2 |
抗彎強度(Mpa) | ≥900 |
斷裂韌性(Mpa.m1/2) | 6-8 |
硬度(HV)(Gpa) | 15-17 |
導熱系數(W/m.k) | 23-25 |
熱膨脹系數×10-6/℃(0~1400℃) | 2.95-3 |