中國粉體網訊 氮化硅陶瓷具有耐高溫,、耐腐蝕、耐磨性能和獨特的電性能,,被認為是最具有應用前景的高溫結構陶瓷材料之一,。
航空發(fā)動機
未來航空發(fā)動機的機械構造要比現(xiàn)有的類型更加簡單,部件更少,,在更高的渦輪入口溫度和組件負荷下運行,,其可靠性和組件壽命也要提高。渦輪材料必須在抗拉強度,、蠕變阻力,、耐高溫腐蝕和耐沖擊損傷等方面滿足要求。采用熱性能更好的陶瓷材料可以減少對冷卻空氣的需要量,,并明顯的提高氣體溫度,。
之前大型飛機的發(fā)動機主要使用鎳基耐高溫材料,而氮化硅材料在1000℃以上時比鎳基耐熱合金具有更高的強度,、更好的蠕變強度和抗氧化性,,且比重小,僅為耐熱合金的40%,,可滿足未來航空發(fā)動機減輕重量,,減少油耗的要求,。
機械工業(yè)
氮化硅陶瓷在機械工業(yè)中可用作渦輪葉片、機械密封環(huán),、高溫軸承,、高速切削工具、永久性模具等,。傳統(tǒng)機械工業(yè)許多器件用的是金屬材料,,由于金屬會被腐蝕,大大影響了這些器件的可靠性及使用壽命,,而氮化硅陶瓷材料具有優(yōu)異的耐磨性能,、防腐性、抗高溫熱震性,,可取代金屬材料應用于機械工業(yè)領域,。
如:利用氮化硅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,。用氮化硅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,。
超細研磨
氮化硅陶瓷是共價化合物,其結合主要依靠原子間的共價鍵,,制備后的材料本身具有高硬度和耐磨性,。氮化硅硬度高,僅次于金剛石,、立方氮化硼等少數(shù)超硬材料,,且摩擦系數(shù)小,具有自潤滑性,。在超細微粉和食品加工行業(yè)中,,氮化硅陶瓷磨介球的性能相對于傳統(tǒng)的研磨球而言,其硬度更高,,耐磨性更優(yōu)越,。
陶瓷基板
隨著信息技術的高速發(fā)展,集成電路的集成度越來越高,,排線密度越來越大,。電子封裝基板若不能及時散熱,大量的熱會聚集在集成電路之上,最終導致其失效與損壞,,因此基板的導熱性能極為重要,。氮化硅陶瓷是綜合性能最好的結構陶瓷材料。單晶氮化硅的理論熱導率可達400W·m-1以上,,具有成為高導熱基片的潛力,,另外,其優(yōu)良的力學性能和良好的高導熱潛質使氮化硅陶瓷有望彌補現(xiàn)有氧化鋁,、氮化鋁等基板材料的不足,,在電子封裝基板應用方面極具市場前景。
冶金領域
氮化硅陶瓷材料具有優(yōu)異的化學穩(wěn)定性和優(yōu)良的機械性能,,在冶金工業(yè)中可用作坩堝,、燃燒嘴、鋁電解槽襯里等熱工設備上的部件,。氮化硅陶瓷具有良好的抗氧化性,,抗氧化溫度可高達1400℃,在1400℃以下的干燥氧化氣氛中保持穩(wěn)定,,使用溫度可達1300℃,。并且氮化硅材料能夠應用于急冷急熱的環(huán)境中,因此其在冶金工業(yè)也有著極廣泛的應用,。
參考資料:
孫亞光,、賀勝利.氮化硅陶瓷的制備與應用
吳慶文、胡豐等.高性能氮化硅陶瓷的制備與應用進展
王正軍.氮化硅陶瓷的研究進展
鄭彧,、童亞琦等.高性能氮化硅陶瓷的制備與應用新進展
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