氮化硅陶瓷 简介.ppt

* * 氮化硅 简介 制备 性能 应用 简介 WHAT IS 氮化硅? 首次报道：亨利·爱丁·圣克莱尔·德维尔和弗里德里希·维勒于1857年，距今已有160余年 相对分子质量140.28 灰色、白色或灰白色 属高温难溶化合物，无熔点 3 SiO2(s) + 6 C(s) + 2 N2(g) → Si3N4(s) + 6 CO(g)（碳热还原反应 简介 晶体结构 α- Si3N4 颗粒状晶体 β - Si3N4 长柱状或针状晶体 WHAT IS 氮化硅? 制备 Si3N4的合成方法 制备方法主要为四种：反应烧结法，热压烧结法、常温烧结法和气压烧结法 反应烧结法：硅粉，氮化 热压烧结法： Si3N4粉末加上粘结剂 19.6MPa以上压强和高于1600。C高温 热处理 常温烧结法： Si3N4粉末，粘结剂 1700~2000 。C 气压烧结法： Si3N4粉末，少许粘结剂 1~10MPa氮气压和2000 。C左右高温 （性能好，在实验室和生产中得到广泛的应用，且适合大规模生产） 性能 氮化硅陶瓷的性能 1强度和断裂韧性： 抗弯强度一般已达 900～ 1000MPa，而且有良好的强度可靠性，良好的断裂韧性 2.抗热震性：高的导热系数，热膨胀系数低，弹性模量较低，耐热冲击性能好 3.硬度：热压烧结制备工艺硬度为HRA91~93,较氧化铝基体要差 4.耐热性：高达1300~1400摄氏度，高于硬质合金刀具，切削速度较其提高3~10倍，大幅提高生产效率。在众多陶瓷材料中此特性最佳。 5.化学稳定性：1550 。C分解（有资料显示是1800余摄氏度，待查证）耐磨性差相对较差 适合场合： 高速切削及连续切削，可切削可锻铸铁、耐热合金等难切削材料 应用 氮化硅陶瓷刀具优点及应用 高的室温强度和高温强度强度一直可以维持到1200℃的高温而不下降 莫氏硬度仅次于碳化硅、碳化硼、立方氮化硼和金刚石 比耐热合金更能承受高温、比普通陶瓷更抵御化学腐蚀的材料 氮化硅陶瓷刀具是一种新型复合陶瓷刀具，具有硬质合金刀具所无法比拟的特性。氮化硅陶瓷刀具硬度高，具有良好的耐磨性，在加工高锰钢时，刀具耐用度是硬质合金刀具的6倍。这一特性可避免在加工中途换刀，因而可避免加工表面出现接刀痕。 目前，以德国、日本为代表的先进工业国家陶瓷刀具使用量占切削加工刀具的5%~10%，并且呈逐年增大趋势 ? 应用 氮化硅的应用 冶金工业等方面的高级耐火材料 化工工业中抗腐蚀部件和密封部件 机械加工工业的刀具和刃具，制造轴承、气轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件 氮化硅还能应用到太阳能电池 用于超高温燃气透平，飞机引擎，电炉等 氮化硅可用作催化剂载体、涂层和磨料等 在电子、军事和核工业方面也有广泛应用 谢谢观看 * * * * * * * * * * * * * * * *