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高性能氮化硅陶瓷制备要点以及使用前景有哪些?

2023-01-09 09:39:12

随着现代工业对具有优异高温性能的新材料的需求不断增加,以及烧结技术研究的不断突破,氮化硅陶瓷片的发展速度显著提高,其应用越来越广泛。

① 基底材料

与其他陶瓷材料相比,氮化硅陶瓷具有许多优异的特性,其理论热导率可达200-320W/m·K,同时氮化硅具有良好的化学稳定性、高电阻率、低介电损耗和低膨胀系数、高弯曲强度和断裂韧性。这些特性使其被认为是高速电路和高功率器件的潜在冷却和封装材料。


氮化硅陶瓷片


② 轴承材料

滚动疲劳寿命是衡量轴承材料性能的重要指标。氮化硅陶瓷具有密度低、热膨胀系数小、弹性模量高、抗压强度高、耐高温、耐腐蚀、化学稳定性好、自润滑、寿命长、温升低等特点,氮化硅的滚动疲劳寿命显著高于氧化锆、碳化硅、氧化铝等材料,也是Z适合用作轴承材料的陶瓷材料。氮化硅精密陶瓷轴承在电镀设备、高速机床、医疗器械、化工设备、低温工程、风力发电等精密传动系统中的应用越来越多。

③ 研磨材料

氮化硅的硬度高,仅次于金刚石、立方氮化硼和其他超硬材料。摩擦系数小,自润滑,类似于金属表面的油。在超细粉末和食品加工行业,氮化硅陶瓷磨球的性能与传统磨球相比,其硬度更高,耐磨性更好。由于其消耗量很低,降低了研磨成本和粉末污染程度。

④ 冶金材料

氮化硅陶瓷材料具有优异的化学稳定性和优异的机械性能,可用于冶金坩埚、燃烧器、铝电解槽内衬和其他热设备部件。氮化硅陶瓷具有良好的抗氧化性。抗氧化温度可高达1400℃。在1400℃以下的干燥氧化气氛中稳定,使用温度可达1300℃。氮化硅材料可用于高温和低温环境,因此在冶金工业中具有非常广泛的应用。

⑤ 机械工程

氮化硅陶瓷可以用作涡轮叶片、机械密封环、高温轴承、高速切削工具、模具等。传统机械工业中的许多设备使用金属材料。由于金属会具有耐高温、易磨损、易腐蚀等缺陷,这些设备的可靠性和使用寿命将受到很大影响。氮化硅陶瓷材料具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温热冲击性,可替代金属材料,应用于机械工业领域。


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