氮化硅
氮化硅陶瓷是一種燒結時不收縮的無機材料陶瓷。氮化硅的強度很高,尤其是熱壓氮化硅,是世界上最堅硬的物質之一。具有高強度、低密度、耐高溫等性質。
氮化硅陶瓷Si3N4的熱膨脹系數低、導熱率高,故其耐熱沖擊性極佳。熱壓燒結的氮化硅加熱到l000℃后投入冷水中也不會破裂。在不太高的溫度下,Si3N4 具有較高的強度和抗沖擊性,但在1200℃以上會隨使用時間的增長而出現破損,使其強度降低,在1450℃以上更易出現疲勞損壞,所以Si3N4 的使用溫度一般不超過1300℃。由于Si3N4 的理論密度低,比鋼和工程超耐熱合金鋼輕得多,所以,在那些要求材料具有高強度、低密度、耐高溫等性質的地方用Si3N4 陶瓷去代替合金鋼是再合適不過了。
Material 材料 | |||
性能 Properties | 單位 Units | 氮化硅 Si3N4 | |
密度 | g/cm3 | 3.2 | |
直線度 | ‰ | 1 | |
硬度 | Mohs Scale | 9 | |
吸水率 | % | 0 | |
抗彎強度 | Mpa | 800 | |
抗壓強度 | Mpa | 3000 | |
最高使用溫度 | ℃ | 1400 | |
熱膨脹系數 | 10-6/℃ | 3.1 | |
斷裂韌性 | MPa *m1/2 | 6.0-7.0 | |
介電強度 | AC-kv/mm | 10 | |
介電損耗 | —— | <0.0001 | |
介電常數 | 25o C@1MHz | 6 | |
電阻系數 | Ω*mm2 /m | —— | |
熱導率 | W/m·K | 26 |
利用氮化硅陶瓷Si3N4重量輕和剛度大的特點,可用來制造滾珠軸承、它比金屬軸承具有更高的精度,產生熱量少,而且能在較高的溫度和腐蝕性介質中操作。用Si3N4 陶瓷制造的蒸汽噴嘴具有耐磨、耐熱等特性,用于650℃鍋爐幾個月后無明顯損壞,而其它耐熱耐蝕合金鋼噴嘴在同樣條件下只能使用1 - 2個月。以上只是Si3N4 陶瓷作為結構材料的幾個應用實例,相信隨著Si3N4 粉末生產、成型、燒結及加工技術的改進,其性能和可靠性將不斷提高,氮化硅陶瓷將獲得更加廣泛的應用。