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你知道氮化硅和碳化硅的区别吗?


发布时间:

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,下面我们来简单的了解一下两者的区别吧?

氮化硅是一种高熔点的陶瓷材料,具有极高的硬度和化学惰性。尤其是热压氮化硅,是世界上最坚硬的物质之一。氮化硅陶瓷热膨胀系数低、导热率高,故其耐热冲击性极佳。在不太高的温度下,氮化硅具有较高的强度和抗冲击性,但在1200℃以上使用会随使用时间的增长而出现破损,使其强度降低。

氮化硅分为气压氮化硅和热压氮化硅:

气压烧结氮化硅陶瓷,这是生产高强度和复杂几何形状氮化硅部件的最流行方法。气压烧结方法使用已与烧结助剂混合的氮化硅粉末以促进液相烧结(通常为氧化钇、氧化镁和/或氧化铝),以及粘合剂以提高生坯陶瓷体的机械强度。粉末被压制成所需的形状,然后进行生坯加工。然后将压块放入具有加压氮气氛的炉子中,以帮助致密化并防止硅、氮和添加剂的蒸发和分解。

热压烧结氮化硅陶瓷是通过单轴压制氮化硅粉末和烧结添加剂同时加热生产的。这个过程需要特殊类型的压力机和模具。它生产出具有优异机械性能的氮化硅。然而,这种成型方式只能生产简单的形状,如板或棒。通过热压氮化硅,可以实现产品几乎为零的孔隙率。这导致即使在高温应用中也具有出色的机械性能和耐腐蚀性。

氮化硅陶瓷的物理化学性质可知,氮化硅陶瓷的优异性能对于现代技术经常遇到的高温、高速、强腐蚀介质的工作环境,具有特殊的使用价值。它突出的优点是:

具有以下优点:

(1)机械强度高,硬度接近于刚玉。热压氮化硅的室温抗弯强度可以高达780—980MPa,有的甚至更高,能与合金钢相比,而且强度可以一直维持到1200 ℃不下降。

(2)机械自润滑,表面摩擦系数小、耐磨损、弹性模量大,耐高温。

(3)热膨胀系数小,导热系数大,抗热震性好。

(4)密度低,比重小。

(5) 耐腐蚀,抗氧化。

(6) 电绝缘性好。

氮化硅陶瓷在应用领域上很广泛:(1)在冶金工业上制作坩埚,马弗炉炉膛,燃烧嘴,发热体夹具,铸模,铝业导管,热电偶保护套管,铝电解槽衬里等热工设备上的部件。

(2)在机械制作工业制作高速车刀,轴承,金属部件热处理的支承件,转子发动机刮片,燃气轮机的导向叶片和涡轮叶片。

(3)在化学工业上用作球阀,泵体,密封环,过滤器,热交换器部件以及固定化触媒载体,燃烧舟,蒸发皿。

(4)在半导体、航空、原子能等工业用于制造开关电路基片,薄膜电容器,承高温或温度巨变的电绝缘体,雷达电线罩,导弹尾喷管,原子反应堆中的支承件和隔离件,核裂变物质的载体。

(5)在医药工业中可做人工关节。

碳化硅陶瓷,是指用特种陶瓷材料经过混料、成型、烧结、加工工序制成的机械零部件。所提到的特种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。特种陶瓷材料作为一种无机非金属材料,具有诸多金属材料所不具备的性能,如:高强度、高硬度、高弹性模量、耐高温、耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、抗热震。

碳化硅陶瓷具有优良的力学性能、优良的抗氧化性、高的抗磨损性以及低的摩擦系数等。SiC陶瓷的缺点是断裂韧性较低,即脆性较大,为此,以SiC陶瓷为基的复相陶瓷,如纤维(或晶须)补强、异相颗粒弥散强化、以及梯度功能材料相继出现,改善了单体材料的韧性和强度。

碳化硅陶瓷应用广泛,如利用高硬度、高耐磨性的陶瓷来生产机械零件、密封件、切削刀具等材料,利用高耐磨、高强及高韧性的陶瓷来生产汽车用耐磨、轻质部件、耐热隔热部件、燃汽轮机叶片、活塞顶、镶块等,利用耐腐蚀、与生物酶接触化学稳定性好的陶瓷来生产冶炼金属用坩锅、热交换器等。