氮化硅陶瓷的应用与烧结方式

摘  要

氮化硅陶瓷原材料综合了陶瓷材料的优异的性能，碳化硅陶瓷是一种体内具有相通或闭合气孔的陶瓷材料。氮化硅陶瓷因其特殊的结构与性能，如低密度、高孔隙率、适中的介电性能、高比表面积、高硬度、高的断裂韧性等，已经被广泛应用于航空航天、环境化工、生物医药、国防军事等重要领域。

应  用

首先来说氮化硅陶瓷在化学工业上用作球阀，泵体，密封环，过滤器，热交换器部件以及固定化触媒载体，燃烧舟，蒸发皿。在机械制作工业制作高速车刀，轴承，金属部件热处理的支承件，转子发动机刮片，燃气轮机的导向叶片和涡轮叶片。在冶金工业上制作坩埚，马弗炉炉膛，燃烧嘴，发热体夹具，铸模，铝业导管，热电偶保护套管，铝电解槽衬里等热工设备上的部件。还可以在半导体、航空、原子能等工业用于制造开关电路基片，薄膜电容器，承高温或温度巨变的电绝缘体，雷达电线罩，导弹尾喷管，原子反应堆中的支承件和隔离件，核裂变物质的载体。除此之外，氮化硅陶瓷在医药工业中可做人工关节；氮化硅材料的这些性能足以与高温合金相媲美。但作为高温结构材料，它也存在抗机械冲击强度低，容易发生脆性断裂等缺点。为此，在利用氮化硅制造复杂材料，尤其是氮化硅结合碳化硅以及用晶须和添加其它化合物进行氮化硅陶瓷增韧的研究中运用广泛。

烧 结 方 式

1、无压烧结
无压烧结法这种方法是目前最常见的一种烧结方法，主要是在标准大气压力下以α-Si3N4为原料，然后在加入一定量的烧结助剂进行液相烧结，在烧结的过程中α-Si3N4转化成β-Si3N4，氮化硅晶粒的结构有等轴状晶转化成为柱状晶，柱状晶会阻止材料的致密化，连接在一起会形成结构不同的气孔；
2、热压烧结
热压烧结法是在烧结过程中，它是从单轴方向边加压边加热，使成型和烧结后同时完成的一种烧结方法，可使材料加速重排和致密化，但是这种方法不适合大批量的生产；
3、锻压烧结法
锻压烧结法这种方法是通过调节烧结工艺的参数，并且在烧结保温后在单一方向施加一定的机械压力以控制烧结体微观结构的一种方法；
4、等静压成型烧结
等静压成型它是根据流体力学原理设计，然后再将压强均匀且大小不变地传递到各方向，可划分为冷等静压成型和热等静压成型两种，这种烧结方法生产的过程中比前面的方法相对来说比较复杂，但是这种方法生产出来的产品的光滑度会更好；

5、凝胶注模法
这种方法它主要是将高分子化学与传统陶瓷工艺混合为一体，利用浆料内部的有机单体和交联剂在引发剂的作用下发生聚合反应，从而将粉料固定，在接下来的排胶和烧结过程中排除有机物，形成气孔均匀分布、高孔隙率、高强度的多孔陶瓷。

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