氮化硅陶瓷 简介

应用
氮化硅的应用
• 冶金工业等方面的高级耐火材料 • 化工工业中抗腐蚀部件和密封部件 • 机械加工工业的刀具和刃具，制造轴承、气轮机叶片 、机械密封环、永久性模具等机械构件
• 氮化硅还能应用到太阳能电池
• 用于超高温燃气透平，飞机引擎，电炉等 • 氮化硅可用作催化剂载体、涂层和磨料等
• 在电子、军事和核工业方面也有广泛应用
氮化硅
简介 制备 性能 应用
简介
WHAT IS
氮化硅?
• 首次报道：亨利· 爱丁· 圣克莱尔· 德维尔和弗里德里希
· 维勒于1857年，距今已有160余年 • 相对分子质量140.28 • 灰色、白色或灰白色
• 属高温难溶化合物，无熔点
• 3 SiO2(s) + 6 C(s) + 2 N2(g) → Si3N4(s) + 6 CO(g)（ 碳热还原反应
体要差 4.耐热性：高达1300~1400摄氏度，高于硬质合金刀具， 切削速度较其提高3~10倍，大幅提高生产效率。在众 多陶瓷材料中此特性最佳。 5.化学稳定性：1550 。C分解（有资料显示是1800余摄氏 度，待查证）耐磨性差相对较差
氮化硅陶瓷的性能
氮化硅陶瓷刀具优点及应用
应用
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性能
适合场合： 1强度和断裂韧性： 抗弯强度一般已达 900～高速切削及连 1000MPa 续切削，可切 ，而且有良好的强度可靠性，良好的断裂韧性 削可锻铸铁、 2.抗热震性：高的导热系数，热膨胀系数低，弹性模量较 耐热合金等难 低，耐热冲击性能好 切削材料 3.硬度：热压烧结制备工艺硬度为HRA91~93, 较氧化铝基
ຫໍສະໝຸດ Baidu介
WHAT IS
氮化硅?
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晶体结构
α- Si3N4 颗粒状晶体 β - Si3N4 长柱状或针状晶体
制备
Si3N4的合成方法
制备方法主要为四种：反应烧结法，热压烧结法、 常温烧结法和气压烧结法 •反应烧结法：硅粉，氮化 •热压烧结法： Si3N4粉末加上粘结剂 19.6MPa以 上压强和高于1600。C高温 热处理 •常温烧结法： Si3N4粉末，粘结剂 1700~2000 。C •气压烧结法： Si3N4粉末，少许粘结剂 1~10MPa氮气压和2000 。C左右高温 （性能好，在实验室和生产中得到广泛的应用，且 适合大规模生产）
谢谢观看
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高的室温强度和高温强度强度一直可以维持到1200℃的高温 而不下降 莫氏硬度仅次于碳化硅、碳化硼、立方氮化硼和金刚石 比耐热合金更能承受高温、比普通陶瓷更抵御化学腐蚀的材 料 氮化硅陶瓷刀具是一种新型复合陶瓷刀具，具有硬质合金刀 具所无法比拟的特性。氮化硅陶瓷刀具硬度高，具有良好的 耐磨性，在加工高锰钢时，刀具耐用度是硬质合金刀具的6倍 。这一特性可避免在加工中途换刀，因而可避免加工表面出 现接刀痕。 目前，以德国、日本为代表的先进工业国家陶瓷刀具使用量 占切削加工刀具的5%~10%，并且呈逐年增大趋势