氮化硅陶瓷
优点:绝缘性好,耐高温1200度,硬度高,耐磨损,热导率较高(散热),性价比高,抗热震性好(不怕忽冷忽热)
用途:机械、电子、冶金、化工、航天、刀具
在氮化硅的结构中,氮原子与硅原子间的化学键力很强,因而,氮化硅具有许多优异性能,如高耐磨、高硬度、高强度、耐化学腐蚀、和很好的高温稳定性等。
氮化硅陶瓷的强度高、韧性好,抗压强度可达2500MPa, 断裂韧性可达8MPam1/2,该材料的热膨胀系数小,为(2.5~3.5×10-6/℃),与碳化硅、锆石英、莫来石相近;氮化硅热导性能好,热导率在23~25W/m·K之间,具有良好的抗热震性能,是优良的耐热陶瓷。
氮化硅硬度高,其显微硬度为16~18GPa。氮化硅摩擦系数低,有良好的自润滑能力,摩擦系数在0.02~0.35之间,与加油的金属表面相当,由于高硬度、摩擦系数小,因此是重要的刀具材料、模具材料,可以实现高速重切削,适用于切削镍基、钛基合金。由于摩擦系数低,且有自润滑能力,所以是一种优良的轴承材料。
氮化硅有高的电阻率(室温1.1×1012Ω·m), 高的介电常数(ε=9.4),低的介电损耗,所以是优良的介质瓷,与刚玉相当,可用作电路基片,高温绝缘体,电容器和雷达天线等。
氮化硅有优良的化学稳定性,除氢氟酸外,能耐所有的无机酸和一些碱液、熔融碱和盐的腐蚀。氮化硅抗氧化性能优良,因为表面生成致密的二氧化硅保护层,其抗氧化性能与碳化硅相当,空气中最高使用温度达1200℃。
氮化硅陶瓷是一种耐高温(最高使用温度可达1200℃)、高强度结构陶瓷,它具有强度高、抗热震稳定性好、疲劳韧性高、室温抗弯强度高、高耐磨、抗氧化、耐酸碱腐蚀、性能好等高性能,已被广泛应用于各行业。
由于Si3N4陶瓷的优异性能,它已在许多工业领域获得广泛应用,如:
机械工业:电机轴承、高温主轴、涡轮叶片、机械密封环等;
冶金工业:焊接辊、阻水圈、坩埚、燃烧嘴等;
化学工业:球阀、泵体、燃烧器、汽化器等耐蚀、耐磨零件;
航空、航天工业:高温绝缘体、雷达天线罩、发动机等;
金属加工:金属成型、滚动元件、剪切刀具、工业喷嘴等;
汽车部件:涡轮转子、凸轮挺杆等
随着现代科技的高速发展,各行各业对材料的品质要求也越来越高。氮化硅陶瓷因其具有十分优异的物理和化学性能,而且具有超硬材料不所具备的耐酸碱性、绝缘性、隔热性等特点,并且有一定的自润性,在特定的领域中越来越被工程师所青睐,并被广泛应用于航天航空、军工、化学、汽车部件、电子设备、光伏、医疗设备、锂电池、奢饰品、智能穿戴等领域。
氮化硅陶瓷具有优良的机械,性能和可加工性能,耐高温陶瓷、耐腐蚀陶瓷、耐磨陶瓷、绝磁陶瓷,绝缘陶瓷及自润滑陶瓷等优点,制成的氮化硅陶瓷轴、氮化硅陶瓷轴套,被广泛应用于磁力驱动泵,化工泵,砂浆泵、泥浆泵、柱塞泵等
气压烧结氮化硅陶瓷的性能参数: |
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室温抗折强度:(Mpa ) | 800-900 |
室温断裂韧性:(Mpa.m1/2) | 6.0-7.0 |
体积密度: (g/cm3) | 3.15-3.20 |
室温体积电阻率:(Ω.cm) | 1014 |
室温相对折电常数: (MHZ) | 6-7 |
热导率: (W.(M.K)-1) | 20-25 |
热澎涨系数: (×10-6/℃) | 3.1 |
硬度:(HRA) | 92-94 |
热压烧结氮化硅陶瓷的性能参数: |
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体积密度(g/cm3) | 3.2 |
抗弯强度(Mpa) | ≥900 |
断裂韧性(Mpa.m1/2) | 6-8 |
硬度(HV)(Gpa) | 15-17 |
导热系数(W/m.k) | 23-25 |
热膨胀系数×10-6/℃(0~1400℃) | 2.95-3 |