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普遍氮化物陶瓷的熔点都对照高，虽然氮化物的品种良多，但可做为材料运用的也是有限的。暂时运用的氮化物陶瓷重要有氮化硅(Si3N4)、氮化铝（AlN）、氮化硼（BN）、氮化钛（TiN）和赛隆陶瓷等。

氮化物陶瓷正常都有特别高的硬度，纵然关于硬度较低的六方BN，当其晶体机关转换成立方机关后则具备仅次于金刚石的硬度。BN，Si3N4，AlN等在高温下不浮现熔融状况，而是直接升华分解。

图1氮化硅陶瓷刀具（图张教员）

和氧化物比拟，氮化物抗氧化手腕较差，进而束缚了其在空气中的行使。氮化物的导电功用改变很大，一部份过渡金属氮化物属于空隙相，其晶体机关与原本金属元素的机关是雷同的，氮则填隙于金属原子空隙当中，它们都具备金属的导电个性。B、Si、Al元素的氮化物则由于生成共价键晶体机关而成为绝缘体

一.氮化硅陶瓷1氮化硅的根底个性

α-Si3N4：低温型，是针状结晶体。

β-Si3N4：高温型，是颗粒状结晶体。

将高纯硅在-℃下氮化，可获得白色或灰白色的α-Si3N4，而在℃左右氮化时，可获得β-Si3N4。

α-Si3N4在-℃下加热，会转换成β-Si3N4。℃分解。

Si3N4强度和韧性优于SiC，但抗氧化性和高温强度不及SiC。

2氮化硅的制备技艺

a）氮化硅粉末合成：

表1Si3N4粉末的合成法子

1、Si的直接氮化

3Si+2N2→Si3N4

2、SiO2复原法

3SiO2+6C+2N2→Si3N4+6CO

3、热分解法

3Si(NH)2→Si3N4+2NH3

3Si(NH2)4→Si3N4+8NH3

4、气投合成法

3SiCl4+16NH3→Si3N4+12NH4Cl

b）烧结助剂：

MgO、Al2O3、Y2O3

c）烧结法子：

常压烧结、气压烧结、热压烧结、反映烧结、热等静压烧结

图2氮化硅粉体

3氮化硅陶瓷功用与运用

1）Si3N4陶瓷材料具备耐高温耐磨功用，在陶瓷鼓动机顶用于制备燃气轮机的转子、定子和涡形管；无水冷陶瓷鼓动机中，用热压Si3N4做活塞顶盖；用反映烧结Si3N4可做焚烧器，它还可用做柴油机的火花塞、活塞罩顶、汽缸套、副焚烧室以及活塞－涡轮组合式航空鼓动机的零件等。

图3陶瓷涡轮转子与叶片

2）Si3N4陶瓷材料具备耐磨性好、强度高、争持系数小的特色，盘曲强度对照高，硬度也很高，同时争持系数小，具备自光滑性，争持系数小(惟独0.1)。是以它也许被遍及用于呆板产业，如制作轴承、滚珠、滚柱、滚珠座圈、高温螺栓、工模具、柱塞泵、密封材料等。

图4氮化硅轴承（图挚友圈）

3）Si3N4陶瓷材料的化学稳固性很好，耐氢氟酸之外的全数无机酸和某些碱液的侵蚀，也不被铅、铝、锡、银、黄铜、镍等熔融金属合金所浸湿与侵蚀。是以它也许被遍及用于化工化学产业上的制备耐蚀耐磨零件，如球阀、密封环、过滤器、热换取器部件、管道、触媒载体等。

4）Si3N4陶瓷材料的高温电阻率对照高(-Ω·cm)，一方面也许做为较好的绝缘材料；同时还也许用于电子、军事和核产业上，如开关电路基片、薄膜电容器、高温绝缘体、雷达天线罩、导弹喷管、炮筒内衬、核反映堆的支承件等。

其余，Si3N4陶瓷还可用做热机材料、切削器械、高等耐火材料等。

图5氮化硅刀具

二.氮化硼陶瓷

氮化硼(BN)有两种晶型：立方BN和六方BN，在高温高压下六方BN可转换成立方BN。

立方氮化硼(C-BN)：其结媾和功用与金刚石雷同，其硬度仅次于金刚石，化学惰性比金刚石和硬质合金好。C-BN的重要用处是：切削刀具、磨具和磨料，可用于切削包罗黑色金属在内全数金属和非金属，且可用于精加工。

图6各种材料的硬度对照

六方氮化硼(H-BN)：其结媾和功用与石墨雷同，又称之为白石墨，是优良的高温光滑材料和高温电绝缘材料。H-BN与大普遍金属不反映、不潮湿，可做为凝结和运送金属的坩锅或管道。可制作高温机关部件，如火箭焚烧室内衬、天地飞船的热障蔽、磁流体发机电的耐蚀件等。还可做为高温、高频、高压绝缘的散热部件，半导体封装散热底板，核反映堆中的中子吸取和障蔽材料。

图8氮化硼坩埚

三.氮化铝陶瓷

氮化铝陶瓷的根底个性与用处：AlN为六方晶型，密度3.26g/cm3，常压下℃升华分解，莫氏硬度7~9。最大的特色是导热率高，可达W/m·K以上，热膨胀系数小，强度高，电绝缘功用好，是幻想的基片材料，用做高温机关件和换热器等。

图9氮化铝陶瓷基片及宏观机关

氮化铝陶瓷的烧结进程：在氮气中于~℃下烧成，烧结助剂为SiO2、Y2O3、CaO，陶瓷的强度可达~MPa。

四.赛隆(sialon)陶瓷

赛隆陶瓷是Si3N4与尖晶石AlN·Al2O3的固溶体，晶体机关与β-Si3N4雷同，力学功用也与β-Si3N4宛如，硬度、强度和导热率略低于Si3N4，但韧性比Si3N4好。

β-Sialon的机关通式为：Si6-xAlxOxN8-x，在℃，X≤4.2，℃，X≤2。赛隆陶瓷的运用与Si3N4宛如，但更恰当于做为超硬刀具材料。

图10赛隆陶瓷的各种运用

参考文件

[1]李勇霞.高功用氮化硅的制备及其功用钻研[D].哈尔滨产业大学,.

[2]杨东升.氮化铝陶瓷的烧结技艺[D].北京产业大学,2.

[3]张爱菊.立方氮化硼基陶瓷复合材料的钻研[D].天津大学,9.

[4]周国红.赛隆/刚玉/石墨/氮化硼复相耐火材料钻研[D].武汉科技大学,4.

部份质料及图片滥觞网络。

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