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(shì)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(shí)，開(kāi)發(fā)一些新的助熔劑，研究和控制現(xiàn)有助熔劑的成分；但制造成本高、燒結(jié)設(shè)備復(fù)雜，由于燒結(jié)體收縮大，使產(chǎn)品的尺寸精度受到一定的限制，難以制造復(fù)雜零件，只能制造形狀簡(jiǎn)單的零件制品，工件的機(jī)械加工也較困難。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(qiáng)度一直可以維持到1200℃的高溫而不下降，受熱后不會(huì)熔成融體，一直到1900℃才會(huì)分解，并有驚人的耐化學(xué)腐蝕性能，能耐幾乎所有的無(wú)機(jī)酸和30%以下的溶液，也能耐很多有機(jī)酸的腐蝕；同時(shí)又是一種電絕緣材料。

氣壓燒結(jié)法(GPS)獲得很大的進(jìn)展

氣壓燒結(jié)法（ GPS)

近幾年來(lái),人們對(duì)氣壓燒結(jié)進(jìn)行了大量的研究，獲得了很大的進(jìn)展。氣壓燒結(jié)氮化硅在1 ～10MPa氣壓下，2000℃左右溫度下進(jìn)行。高的氮?dú)鈮嚎刂屏说璧母邷胤纸?。Si3N4以針狀或纖維狀結(jié)晶存在于SiC晶粒之間，是一種重要的新型耐火材料。由于采用高溫?zé)Y(jié)，在添加較少燒結(jié)助劑情況下，也足以促進(jìn)Si3N4晶粒生長(zhǎng)，而獲得密度> 99%的含有原位生長(zhǎng)的長(zhǎng)柱狀晶粒高韌性陶瓷. 因此氣壓燒結(jié)無(wú)論在實(shí)驗(yàn)室還是在生產(chǎn)上都得到越來(lái)越大的重視. 氣壓燒結(jié)氮化硅陶瓷具有高韌性、高強(qiáng)度和好的耐磨性，可直接制取接近終形狀的各種復(fù)雜形狀制品，從而可大幅度降低生產(chǎn)成本和加工費(fèi)用. 而且其生產(chǎn)工藝接近于硬質(zhì)合金生產(chǎn)工藝，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。

氮化硅的化學(xué)式為Si3N4，是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料。氮化硅是一種超硬物質(zhì)，本身具有潤(rùn)滑性，并且耐磨損，為原子晶體；高溫時(shí)。而且，氮化硅還能抵抗冷熱沖擊，在空氣中加熱到1000℃以上，急劇冷卻再急劇加熱，也不會(huì)碎裂。正是由于氮化硅陶瓷具有如此優(yōu)異的特性，人們常常利用它來(lái)制造軸承、氣輪機(jī)葉片、機(jī)械密封環(huán)、性模具等機(jī)械構(gòu)件。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。如果用耐高溫而且不易傳熱的氮化硅陶瓷來(lái)制造發(fā)動(dòng)機(jī)部件的受熱面，不僅可以提高柴油機(jī)質(zhì)量，節(jié)省燃料，而且能夠提高熱效率。

氮化硅（Si3N4）存在有3種結(jié)晶結(jié)構(gòu)，分別是α、β和γ三相。α和β兩相是Si3N4非常常出現(xiàn)的型式，且可以在常壓下制備。γ相只有在高壓及高溫下，才能合成得到，它的硬度可達(dá)到35GPa。