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灰色超硬氮化硅陶瓷块体的特性及工艺流程

来源:热处理 时间:2023/11/28

氮化硅陶瓷块体的氮化硅陶瓷在机械行业的应用

氮化硅陶瓷材料在实际中的应用Si3N4陶瓷是一种重要的结构材料,它是一种超硬物质,本身具有润滑性,并且耐磨损;除氢氟酸外,它不与其他无机酸反应,抗腐蚀能力强,高温时抗氧化而且它还能抵抗冷热冲击,在空气中加热到℃以上,急剧冷却再急剧加热,也不会碎裂氮化硅陶瓷的优异性能对于现代技术经常遇到的高温、高速、强腐蚀介质的工作环境,具有特殊的使用价值因而使它在许多领域得到应用并有许多潜在的用途在机械工业中,用作涡轮叶片、高温轴承、高速切削工具等;在冶金工业中,用作坩埚、燃烧嘴、铝电解槽衬里等热工设备上的部件;在化学工业中用作耐蚀耐磨零件,如球阀、泵体、燃烧器汽化器等;在半导体、航空航天、原子能工业上用作薄膜电容器、高温绝缘体、雷达天线罩、原子反应堆中的支承件和隔离体、核裂变物质的载体等[10]以下是Si3N4陶瓷的主要应用。

氮化硅陶瓷物理特性

Si3N4含有两种晶型,一种为α-Si3N4,针状结晶体,呈白色或灰白色,另一种为β-Si3N4,颜色较深,呈致密的颗粒状多面体或短棱柱体两者均为六方晶系,都是以[SiN4]4-四面体共用顶角构成的三维空间网络。提高材料的断裂能和断裂韧性是有效的途径陶瓷部件中存在适量的微裂纹对抗热震损伤能力的提高也是有益的。氮化硅陶瓷耐热,在常压下,Si3N4没有熔点氮化硅具有耐磨,耐热性,用作蒸汽喷嘴,在℃的锅炉工作半年后无明显损坏,其他耐热蚀合金喷嘴在同样条件下只能使用1-2个月。

氮化硅陶瓷化学特性Si3N4的化学稳定性很好,除不耐氢氟酸和浓NaOH侵蚀外,能耐所有的无机酸和某些碱溶液、熔融碱和盐的腐蚀氮化硅在正常铸造温度下对很多金属(例如铝、铅、锡、锌、黄铜、镍等)、所有轻合金熔体,特别是非铁金属熔体是稳定的,不受浸润或腐蚀对于铸铁或碳钢只要被完全浸没在熔融金属中,抗腐蚀性能也较好氮化硅具有优良的抗氧化性,抗氧化温度可高达℃,在℃以下的干燥氧化气氛中保持稳定,使用温度一般可高达℃,而在中性或还原气氛中甚至可成功的应用到1℃在℃的潮湿空气或℃干燥空气中,氮化硅与氧反应形成Si02的表面保护膜,阻碍si3N4的继续氧化。随着科技日新月异的发展,各种部件的使用条件愈加苛刻金属材料由于自身耐高温、抗腐蚀性差的弱点,已经不能满足这些苛刻环境的要求,先进结构陶瓷材料由于具有优良的高温和抗腐蚀性能,得到越来越广泛的应用20多年来迅速发展起来的新型高温工程陶瓷中,氮化硅陶瓷是一个典型的代表氮化硅陶瓷具有高熔点,较高的高温强度和较小的高温蠕变性能,以及良好的抗热震、抗氧化和结构稳定性氮化硅陶瓷的抗腐蚀能力强,能耐几乎所有的无机酸(氢氟酸除外30%以下的烧碱溶液及很多有机酸的腐蚀所以得到广泛的应用,可以用作坩埚、热电偶保护管、热机、炉体材料、金属炼熔炉和热处理的内衬材料。

氮化硅陶瓷制作工艺流程

制备工艺流程:硅粉直接氮化法,该方法采用化学纯的硅粉(分析纯:95%以上)在NH3,N2+H2或N2气氛中直接与氮反应实现,其反应方程式如下:硅粉直接氮化合成Si3N4微细粉的优点是工艺流程简单,成本低缺点是该方法反应慢需较高的反应温度和较长的反应时间,制备的Si3N4粒径分布较宽,需要进一步经过粉碎、磨细和纯化才能达到质量要求。烧结工艺流程:气压烧结,气压烧结是指把成型的氮化硅坯体置于5-12MP的氮气中在1-℃下进行烧结由于氮气压力高,因此提高了氮化硅的分解温度,选用能形成高耐火度晶间相的烧结助剂可以提高材料的高温性能(5)热等静压法将氮化硅与烧结助剂的混合物粉末封装于金属或玻璃包套中,抽真空,然后通过高压气体在高温下烧结常用压力为MP,温度为0℃通过热等静压法制得的氮化硅可达理论密度,但是其工艺复杂成本较高。

密度:3.1-3.3,抗弯强度:-MPa,颜色:黑灰色,纯度:99.9%

制造商:海合氮化硅,特性:半导体陶瓷,微观结构:多晶与玻璃相,形状:棒形

功能:挤压用陶瓷,产品参数:φ*20*15MMφ*20*15MM,价格:元/件,产地:上海宝山区

氮化硅陶瓷的加工氮化硅常见的磨削设备:平面磨床,CNC陶瓷精雕机、无心磨床,外圆磨床,内圆磨床,坐标磨,工具磨等。

氮化硅陶瓷会产生哪些危害?所有接触到粉尘的作业人员,都必须佩戴防尘口罩接触粉尘的人员,下班后要养成洗手的习惯工作服、工作帽应放在工作区,不要带到生活区接触粉尘的人员,用人单位应该按国家规定安排上岗前、在岗期间以及离岗前的健康体检,了解工人的身体状况,确保工人免遭粉尘的伤害。

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