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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)，開發(fā)一些新的助熔劑，研究和控制現(xiàn)有助熔劑的成分；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。S 它是用硅粉作原料，先用通常成型的方法做成所需的形狀，在氮?dú)庵屑?200℃的高溫下進(jìn)行初步氮化，使其中一部分硅粉與氮反應(yīng)生成氮化硅，這時(shí)整個(gè)坯體已經(jīng)具有一定的強(qiáng)度。然后在1350℃～1450℃的高溫爐中進(jìn)行二次氮化，反應(yīng)成氮化硅。用熱壓燒結(jié)法可制得達(dá)到理論密度99%的氮化硅。

熱壓燒結(jié)法(HPS)是將Si3N4粉末和少量添加劑(如MgO

熱壓燒結(jié)法（ HPS)

是將Si3N4 粉末和少量添加劑（如MgO、Al2O3、MgF2、Fe2O3 等），在1916 MPa以上的壓強(qiáng)和1600 ℃以上的溫度進(jìn)行熱壓成型燒結(jié)。燒結(jié)時(shí)添加物和物相組成對(duì)產(chǎn)品性能有很大的影響。由于嚴(yán)格控制晶界相的組成，以及在Si3N4 陶瓷燒結(jié)后進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?，所以可以獲得即使溫度高達(dá)1300 ℃時(shí)強(qiáng)度（可達(dá)490MPa以上）也不會(huì)明顯下降的Si3N4系陶瓷材料，而且抗蠕變性可提高三個(gè)數(shù)量級(jí)。若對(duì)Si3N4 陶瓷材料進(jìn)行1400———1500 ℃高溫預(yù)氧化處理，則在陶瓷材料表面上形成Si2N2O相，它能顯著提高Si3N4 陶瓷的耐氧化性和高溫強(qiáng)度。熱壓燒結(jié)法生產(chǎn)的Si3N4 陶瓷的機(jī)械性能比反應(yīng)燒結(jié)的Si3N4 要優(yōu)異，強(qiáng)度高、密度大。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，只能制造形狀簡單的零件制品，工件的機(jī)械加工也較困難。

氮化硅結(jié)合碳化硅磚的結(jié)構(gòu)特征

氮化硅結(jié)合碳化硅磚是以高純SiC為骨料，添加硅粉等外加劑，依據(jù)原位生成理論，在氮化爐中燒制而成。該產(chǎn)品具有強(qiáng)度高、高溫耐磨性好、熱傳導(dǎo)率高、熱膨脹系數(shù)小、熱震穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。 其結(jié)構(gòu)特征是：SiC大顆粒為基質(zhì)所包圍，基質(zhì)部分由粒狀SiC和原位生成的纖維狀Si3N4所組成，Si3N4纖維交織成三維空間網(wǎng)絡(luò)，將SiC小顆粒包圍起來，并與SiC大顆粒形成牢固的機(jī)械結(jié)合。根據(jù)要求配以各種結(jié)合劑,經(jīng)高壓成型，制品具有良好的熱穩(wěn)定性和較高的導(dǎo)熱系數(shù),且耐腐蝕性好,是工業(yè)窯爐理想的節(jié)能材料，該產(chǎn)品具有高溫耐磨性好、膨脹系數(shù)小、熱震穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。適用于氣化爐氣體出口處，特別要求熱震穩(wěn)定性良好。 本產(chǎn)品用于鋁電解槽可減薄工作層，擴(kuò)大電解槽的容積，具有高的導(dǎo)熱性能、性能和抗冰晶石侵蝕性能，對(duì)高功率鋁電解槽尤為適用。該產(chǎn)品已在焦作萬方鋁業(yè)、貴陽鋁業(yè)、中孚鋁業(yè)、包頭鋁業(yè)等多家企業(yè)的大型電解槽中使用，并出口力拓加拿大鋁業(yè)、俄羅斯鋁業(yè)、巴林鋁業(yè)等，深得用戶好評(píng)。