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你知道氮化硅和碳化硅的區別嗎?


發(fā)布時(shí)間:

2022-05-18

氮化硅和碳化硅只有一字之差,很多朋友都容易混淆,下面我們來(lái)簡(jiǎn)單的了解一下兩者的區別吧?

氮化硅是一種高熔點(diǎn)的陶瓷材料,具有極高的硬度和化學(xué)惰性。尤其是熱壓氮化硅,是世界上最堅硬的物質(zhì)之一。氮化硅陶瓷熱膨脹系數低、導熱率高,故其耐熱沖擊性極佳。在不太高的溫度下,氮化硅具有較高的強度和抗沖擊性,但在1200℃以上使用會(huì )隨使用時(shí)間的增長(cháng)而出現破損,使其強度降低。

氮化硅分為氣壓氮化硅和熱壓氮化硅:

氣壓燒結氮化硅陶瓷,這是生產(chǎn)高強度和復雜幾何形狀氮化硅部件的最流行方法。氣壓燒結方法使用已與燒結助劑混合的氮化硅粉末以促進(jìn)液相燒結(通常為氧化釔、氧化鎂和/或氧化鋁),以及粘合劑以提高生坯陶瓷體的機械強度。粉末被壓制成所需的形狀,然后進(jìn)行生坯加工。然后將壓塊放入具有加壓氮氣氛的爐子中,以幫助致密化并防止硅、氮和添加劑的蒸發(fā)和分解。

熱壓燒結氮化硅陶瓷是通過(guò)單軸壓制氮化硅粉末和燒結添加劑同時(shí)加熱生產(chǎn)的。這個(gè)過(guò)程需要特殊類(lèi)型的壓力機和模具。它生產(chǎn)出具有優(yōu)異機械性能的氮化硅。然而,這種成型方式只能生產(chǎn)簡(jiǎn)單的形狀,如板或棒。通過(guò)熱壓氮化硅,可以實(shí)現產(chǎn)品幾乎為零的孔隙率。這導致即使在高溫應用中也具有出色的機械性能和耐腐蝕性。

氮化硅陶瓷的物理化學(xué)性質(zhì)可知,氮化硅陶瓷的優(yōu)異性能對于現代技術(shù)經(jīng)常遇到的高溫、高速、強腐蝕介質(zhì)的工作環(huán)境,具有特殊的使用價(jià)值。它突出的優(yōu)點(diǎn)是:

具有以下優(yōu)點(diǎn):

(1)機械強度高,硬度接近于剛玉。熱壓氮化硅的室溫抗彎強度可以高達780—980MPa,有的甚至更高,能與合金鋼相比,而且強度可以一直維持到1200 ℃不下降。

(2)機械自潤滑,表面摩擦系數小、耐磨損、彈性模量大,耐高溫。

(3)熱膨脹系數小,導熱系數大,抗熱震性好。

(4)密度低,比重小。

(5) 耐腐蝕,抗氧化。

(6) 電絕緣性好。

氮化硅陶瓷在應用領(lǐng)域上很廣泛:(1)在冶金工業(yè)上制作坩堝,馬弗爐爐膛,燃燒嘴,發(fā)熱體夾具,鑄模,鋁業(yè)導管,熱電偶保護套管,鋁電解槽襯里等熱工設備上的部件。

(2)在機械制作工業(yè)制作高速車(chē)刀,軸承,金屬部件熱處理的支承件,轉子發(fā)動(dòng)機刮片,燃氣輪機的導向葉片和渦輪葉片。

(3)在化學(xué)工業(yè)上用作球閥,泵體,密封環(huán),過(guò)濾器,熱交換器部件以及固定化觸媒載體,燃燒舟,蒸發(fā)皿。

(4)在半導體、航空、原子能等工業(yè)用于制造開(kāi)關(guān)電路基片,薄膜電容器,承高溫或溫度巨變的電絕緣體,雷達電線(xiàn)罩,導彈尾噴管,原子反應堆中的支承件和隔離件,核裂變物質(zhì)的載體。

(5)在醫藥工業(yè)中可做人工關(guān)節。

碳化硅陶瓷,是指用特種陶瓷材料經(jīng)過(guò)混料、成型、燒結、加工工序制成的機械零部件。所提到的特種陶瓷材料可以是氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷、碳化物陶瓷等。特種陶瓷材料作為一種無(wú)機非金屬材料,具有諸多金屬材料所不具備的性能,如:高強度、高硬度、高彈性模量、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震。

碳化硅陶瓷具有優(yōu)良的力學(xué)性能、優(yōu)良的抗氧化性、高的抗磨損性以及低的摩擦系數等。SiC陶瓷的缺點(diǎn)是斷裂韌性較低,即脆性較大,為此,以SiC陶瓷為基的復相陶瓷,如纖維(或晶須)補強、異相顆粒彌散強化、以及梯度功能材料相繼出現,改善了單體材料的韌性和強度。

碳化硅陶瓷應用廣泛,如利用高硬度、高耐磨性的陶瓷來(lái)生產(chǎn)機械零件、密封件、切削刀具等材料,利用高耐磨、高強及高韌性的陶瓷來(lái)生產(chǎn)汽車(chē)用耐磨、輕質(zhì)部件、耐熱隔熱部件、燃汽輪機葉片、活塞頂、鑲塊等,利用耐腐蝕、與生物酶接觸化學(xué)穩定性好的陶瓷來(lái)生產(chǎn)冶煉金屬用坩鍋、熱交換器等。


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