氮化硅陶瓷的應(yīng)用與燒結(jié)方式
摘? 要
氮化硅陶瓷原材料綜合了陶瓷材料的優(yōu)異的性能,碳化硅陶瓷是一種體內(nèi)具有相通或閉合氣孔的陶瓷材料。氮化硅陶瓷因其特殊的結(jié)構(gòu)與性能,如低密度、高孔隙率、適中的介電性能、高比表面積、高硬度、高的斷裂韌性等,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于航空航天、環(huán)境化工、生物醫(yī)藥、國防軍事等重要領(lǐng)域。
應(yīng)? 用
首先來說氮化硅陶瓷在化學(xué)工業(yè)上用作球閥,泵體,密封環(huán),過濾器,熱交換器部件以及固定化觸媒載體,燃燒舟,蒸發(fā)皿。在機(jī)械制作工業(yè)制作高速車刀,軸承,金屬部件熱處理的支承件,轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)刮片,燃?xì)廨啓C(jī)的導(dǎo)向葉片和渦輪葉片。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(dǎo)管,熱電偶保護(hù)套管,鋁電解槽襯里等熱工設(shè)備上的部件。還可以在半導(dǎo)體、航空、原子能等工業(yè)用于制造開關(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(dá)電線罩,導(dǎo)彈尾噴管,原子反應(yīng)堆中的支承件和隔離件,核裂變物質(zhì)的載體。除此之外,氮化硅陶瓷在醫(yī)藥工業(yè)中可做人工關(guān)節(jié);氮化硅材料的這些性能足以與高溫合金相媲美。但作為高溫結(jié)構(gòu)材料,它也存在抗機(jī)械沖擊強(qiáng)度低,容易發(fā)生脆性斷裂等缺點(diǎn)。為此,在利用氮化硅制造復(fù)雜材料,尤其是氮化硅結(jié)合碳化硅以及用晶須和添加其它化合物進(jìn)行氮化硅陶瓷增韌的研究中運(yùn)用廣泛。

燒 結(jié) 方 式
1、無壓燒結(jié)
無壓燒結(jié)法這種方法是目前最常見的一種燒結(jié)方法,主要是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下以α-Si3N4為原料,然后在加入一定量的燒結(jié)助劑進(jìn)行液相燒結(jié),在燒結(jié)的過程中α-Si3N4轉(zhuǎn)化成β-Si3N4,氮化硅晶粒的結(jié)構(gòu)有等軸狀晶轉(zhuǎn)化成為柱狀晶,柱狀晶會(huì)阻止材料的致密化,連接在一起會(huì)形成結(jié)構(gòu)不同的氣孔;
2、熱壓燒結(jié)
熱壓燒結(jié)法是在燒結(jié)過程中,它是從單軸方向邊加壓邊加熱,使成型和燒結(jié)后同時(shí)完成的一種燒結(jié)方法,可使材料加速重排和致密化,但是這種方法不適合大批量的生產(chǎn);
3、鍛壓燒結(jié)法
鍛壓燒結(jié)法這種方法是通過調(diào)節(jié)燒結(jié)工藝的參數(shù),并且在燒結(jié)保溫后在單一方向施加一定的機(jī)械壓力以控制燒結(jié)體微觀結(jié)構(gòu)的一種方法;
4、等靜壓成型燒結(jié)
等靜壓成型它是根據(jù)流體力學(xué)原理設(shè)計(jì),然后再將壓強(qiáng)均勻且大小不變地傳遞到各方向,可劃分為冷等靜壓成型和熱等靜壓成型兩種,這種燒結(jié)方法生產(chǎn)的過程中比前面的方法相對(duì)來說比較復(fù)雜,但是這種方法生產(chǎn)出來的產(chǎn)品的光滑度會(huì)更好;
5、凝膠注模法
這種方法它主要是將高分子化學(xué)與傳統(tǒng)陶瓷工藝混合為一體,利用漿料內(nèi)部的有機(jī)單體和交聯(lián)劑在引發(fā)劑的作用下發(fā)生聚合反應(yīng),從而將粉料固定,在接下來的排膠和燒結(jié)過程中排除有機(jī)物,形成氣孔均勻分布、高孔隙率、高強(qiáng)度的多孔陶瓷。
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