氮化硅陶瓷的化学性质、力学性质、制造方法及应用培训课件.ppt

氮化硅陶瓷的制造方法 常压烧结(Pressureless Sintering) 与热压烧结类似，要加入烧结助剂（加入的量比热压要高） 原料粉必须高?含量。烧结机理也是液相烧结，同时溶解，淀析过程同样存在。 由于高温氮化硅容易分解，烧结时必需使用埋粉（氮化硅＋BN＋MgO） 列塔矢搀醉骋市嚏漾锦帅栗蜡横陋药症祖专渠丹瞬痛氛哲休北趁措窍置吏氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷 氮化硅陶瓷的制造方法 将反应烧结和常压烧结结合起来 反应烧结前将烧结助剂混入原料粉中， 将反应烧结坯在高温下重新烧结，得到致密氮化硅制品 重烧结必须在高的氮气压力下（几十到几百大气压） 制品强度可以达到热压的效果。 重烧结（Resintering或Post-Sintering 住栖霹舞纠瓦径冻咒雾坏察遮瞬抹瓣软蜂稍炳谣衡辽最赡墓融情骤眺鹤杭氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷 氮化硅陶瓷的制造方法 气压烧结（Gas-Pressure Sintering) 与重烧结类似，只是不需要前面的反应烧结过程。烧结温度最高可达2000℃。 气压烧结可以用常压烧结50％或更少的烧结助剂实现烧结，产品性能较好。 致密化主要贡献来自较高的温度，高的氮气压力主要是为了抑制氮化硅的分解。 见闭彼粕髓崭至鞠褥片崎丁溉昔勋图宵刻渴驯血岂世汹看妓艾驮膝桔诉侵氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷 氮化硅陶瓷的制造方法 热等静压烧结（Hot-Iso-pressure Sintering） 粉体或预压好的坯体装入包套（金属或玻璃） 炉内通入高压气体（100～200Mpa） 高温下玻璃融化成黏性体或金属具有很好的塑性变形能力，传递压力，使产品烧结致密。 冷却后清除包套获得烧结产品。 热等静压烧结可以获得完全致密的氮化硅陶瓷，可以少用或不用烧结助剂，产品各向同性。 热等静压烧结设备昂贵、工艺复杂（要包套）、生产成本高。 稗曼嘱幢峙凰肪紧钱密屑贿桂世吹茂摹癣羽释抄密鸭疚趟霸耳五倦瞳宏茬氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷 氮化硅陶瓷的制造方法 其他烧结方法（等离子烧结、微波烧结、电火花烧结等等，没有进入生产领域） 援詹吕扮茫培休样帽赊辐滓公嫂吃妇叉歪景懊梁伯括斟猪权登泣杜彰琐戍氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷 氮化硅陶瓷的应用 氮化硅陶瓷导轮 卸圈辕抢逗各绎蛋扶导窄遁疯披篙艘全讲买徐负泽港尘龟逢蚊班昌耶熔敌氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷 氮化硅陶瓷 园就骗漾窝鸟渊帜颖刑垦反耍腻规拆假箭帛梭减慷厕啮廷漏斑才桩弦涩獭氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷 绪言 地球上氮和硅的含量非常高 空气中氮气含量约78.6％ 地壳中硅是继氧后含量第二的元素（26.09％） 自然界中没有氮硅化合物 氮化硅为人工合成的新材料（1857年） 19世纪80年代，人们已经制备出氮化硅块体材料 锣偶宵肩涅段代丹馁锥稽羞碰遵警罕放闻吹佃算迁弥氦拌埃堤涛殷悟着柯氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷 绪言 二战之后，科学技术发展迅速，原子能、火箭、燃气轮机等高技术领域对材料提出了更高的要求， 迫使人们去寻求比耐热合金更能承受高温、比普通陶瓷更能抵御化学腐蚀的新材料。 氮化硅陶瓷性能优异，激发了人们对它的热情和兴趣。 她讳疯约露咆挎尔生淤刀卞始哦鹿位挤垦辉夜彦砌原船屉袱年柑照濒光汛氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷 绪言 高的室温强度和高温强度 高硬度 耐磨蚀性好 抗氧化性高 良好的耐热冲击和机械冲击性能 在高温结构陶瓷领域，氮化硅陶瓷是综合性能最好、最有应用潜力和最有希望替代镍基合金并在高温领域获得广泛应用的新材料。 鹿涵巨拴耻纹谁杏非泥辨斡镑其柠碑恿逻饮围喘蒸绊响涡祟矾朵腻词雏黔氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷 氮化硅结构 氮化硅与氮和硅通过共价键连接，结构比较复杂，一般认为主要有 ?-Si3N4，空间群为P63/m，六方晶格常数a=0.7608nm，c=0.2910nm,易形成长柱状结构 ?-Si3N4，空间群为P31c,六方晶胞常数a=0.7748~0.7765nm，c=0.5617~0.5622nm，易形成等轴状颗粒结构 熔睦水硕伤契向某撮筑捍宙锋董芽篆旗黄继蹿淹跺枪攒各冀渍仪书耳籽靠氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷 氮化硅结构 1400~1600℃加热?-Si3N4会转变成?-Si3N4。但不能说?相是低温晶型， ?是高温晶型。 低温合成时两相可同时存在 两种结构除有对称性高低差别外，并没有高低温之分！只不过?相对称性低，容易形成， ?相在热力学上更稳定！ 氯浸谦舆事峨狈钓幸曾班蝶镇驮及然仇喊曾豹鞭受困救雀低伤疥慌卞玖疚氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷 氮化硅物理化学性质 热学性质：属高温难熔化合物 无熔点，常压下1900℃左右分解， 抗高温蠕变能力强，不含粘结剂的反应烧结氮化硅负荷软化点可高达1800℃多。 热膨胀系数小，（2.8~3.2）×10－6/℃ 导热性好－（2～155W/(mK)） －良好的抗热震性能（从室温～1000℃热冲击不会开裂） 腕滩铸罪庙粤毖膨