凯发分享氮化硅陶瓷的应用
Si3N4，是一种强共价键化合物，基本结构单元为［SiN4］四面体，硅原子位于四面体的中心，四个氮原子分别位于四面体的四个顶点，然后以每三个四面体共用一个原子的形式，在三维空间形成连续而又坚固的网络结构。作为原子晶体的氮化硅，键能很高，并且在空气中能形成氧化物保护膜，所以它具有良好的化学稳定性，以及惊人的耐高温和高强度、高硬度性能。
氮化硅陶瓷的应用
1. 氮化硅陶瓷轴承及轴承球
工业技术的飞速发展对轴承的性能提出了更高的要求，轴承结构小型化、尺寸精密化、速度高速化、温度高温化等等，此外对于高真空、防腐蚀等苛刻条件的满足也日益紧迫，常用的钢质材料轴承已无法满足实际需要。
氮化硅陶瓷轴承球如下图所示，具有密度低、耐磨、耐高温、耐腐蚀、绝缘、绝磁及自润滑性能好等优点，具有更好的滚动特性，特别适合于制造陶瓷球混合轴承的滚动体。密度低，降低了作用在外沟道上的离心力，从而延长了轴承的寿命; 高耐磨性，使其表面粗糙度优于钢球，产生的振动、摩擦力和噪声降低，滚动接触疲劳寿命明显提高。
基于以上优点，氮化硅陶瓷轴承球广泛应用于高速电机主轴、精密机床、化工泵、电子产品、电加工设备及冶金等领域。氮化硅陶瓷球轴承有两种：一种是滚珠(球)为陶瓷材料，内外圈仍为轴承钢制造，称为混合式球轴承; 另一种是滚珠和内外圈都为陶瓷材料，称为全陶瓷球轴承。
2. 氮化硅涡轮转子
涡轮增压，是一种利用内燃机运作所产生的废气驱动空气压缩机的技术。它的主要作用就是提高发动机进气量，从而提高发动机的功率和扭矩。一台发动机装上涡轮增压器后，其最大功率可以增加 40% 甚至更高。但金属涡轮增压器有一个主要缺点即加速度响应性不够。克服这一涡轮滞后问题的一个有效措施就是减小涡轮增压器转子的惯性矩，这可以通过采用陶瓷材料的涡轮增压器来达到。
涡轮增压器的关键零件是涡轮转子，它由转子叶片、涡轮盘、涡轮轴等零件组成，如下图所示。它的主要功能是将燃气的动能与热能转换为旋转的机械功，带动压气机等其他部件。高速运转的转子，转速可高达每分钟几万甚至十几万转。转子的高转速和高排气温度，要求被选用的材料必须在高温下具有高强度，室温下具有高的断裂韧性、抗冲击性和低的热膨胀系数。
涡轮增压器不但能提高发动机功率，而且对降低燃油消耗、降低噪声、减少尾气中的有害成分和保护环境具有重要的意义。
3. 铝冶金中的氮化硅陶瓷部件
随着科技的进步，冶金企业日益向大型化、连续化、自动化、无污染、低消耗等方向发展。因而冶金企业必须采用新技术、新设备、新材料。在诸多的材料中，氮化硅及氮化硅复合而成的赛隆(Sialon) 陶瓷材料不断被世界各国冶金企业所采用，在冶金工业中的应用领域也日益广泛。氮化硅陶瓷抗铝液腐蚀的特性及其优异的热性能使其在制铝行业中大有作为。
总之，氮化硅陶瓷的应用给冶金业带来了勃勃生机：首先，提高了使用寿命，这基于氮化硅材料抗冰晶石等的侵蚀能力较强，抗氧化性能也较好; 其次，增加了产量，材料机械强度较高，减小衬里厚度，增大槽内工作容积，电极能量相应增大; 最后，降低了单位电耗，较高的电导率，较小了相应电损失。
