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氮化硅陶瓷制品的生產(chǎn)方法

氮化硅陶瓷制品的生產(chǎn)方法有兩種，即反應(yīng)燒結(jié)法和熱壓燒結(jié)法。反應(yīng)燒結(jié)法是將硅粉或硅粉與氮化硅粉的混合料按一般陶瓷制品生產(chǎn)方法成型。然后在氮化爐內(nèi)，在1150~1200℃預(yù)氮化，獲得一定強(qiáng)度后，可在機(jī)床上進(jìn)行機(jī)械加工，接著在1350~1450℃進(jìn)一步氮化18~36h，直到全部變?yōu)榈铻橹埂＿@樣制得的產(chǎn)品尺寸，體積穩(wěn)定。熱壓燒結(jié)法則是將氮化硅粉與少量添加劑（如MgO、Al2O3、MgF2、AlF3或Fe2O3等），在19.6MPa以上的壓力和1600~1700℃條件下壓熱成型燒結(jié)。通常熱壓燒結(jié)法制得的產(chǎn)品比反應(yīng)燒結(jié)制得的產(chǎn)品密度gao，性能好。

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)，本身具有潤滑性，并且耐磨損，為原子晶體；高溫時。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。如果用耐高溫而且不易傳熱的氮化硅陶瓷來制造發(fā)動機(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。

氮化硅陶瓷

高純氮化硅粉在1700 C下熱壓液基本不發(fā)生收縮。氮化硅的燒結(jié)方 法主要有三種：反應(yīng)燒結(jié)法，常規(guī)燒結(jié)法和熱壓燒結(jié)法。

1 、反應(yīng)燒結(jié)

它基于反應(yīng)： 3Si(s)+2N2(g)= Si3N4 (s) 氮化反應(yīng)的起始溫度于1100 , 然后逐漸升溫1420 , 整個過程需要幾 C C 天, 由于此反應(yīng)是放熱反應(yīng), 因此升溫速度要小心控制。一般在低于 1400 的溫度下保溫所得到的產(chǎn)物是α - 、 β- Si3N4 的混合物，具有15C 30%的氣孔率。

1 、反應(yīng)燒結(jié)

優(yōu)點(diǎn)：不許添加額外的添加劑 特點(diǎn)：高溫下材料的強(qiáng)度不會明顯降低; 產(chǎn)品尺寸和形狀不變，可以制得形狀復(fù)雜的制品； 要把兩個零件焊接時，只需將其連接在一起進(jìn)行氮化。 反應(yīng)燒結(jié)中，影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵因素是控制反應(yīng)溫度。 三步升溫法后將爐溫升硅的熔點(diǎn)以上，常稱為超溫氮化。