氮化硅:它是什么和在哪里使用

氮化硅(Si3.N4是在氧化物和非氧化物基团中性能最好的技术陶瓷之一。它最早是在20世纪60年代发展起来的,当时材料科学和工程被认为是一个具有与冶金学相当价值的研究领域。在60年代和70年代,大多数陶瓷研究的潜在目标是开发高强度、高韧性的紧凑工程材料。氮化硅在所有方面都取得了成功。

氮化硅化学与微观结构

氮化硅是一种陶瓷,存在于三个不同的晶体相:α, β和γ。α相和β相氮化硅都由共享角的四面体SiN组成4短而强的Si-N键。结果是一个由硅原子和氮原子紧密分层而成的极其坚硬的三维框架。

氮化硅陶瓷的微观结构与致密化机理密切相关。通常,α-Si3N4被用作起始粉末,因为它在焙烧时过渡到化学上更稳定的β相。虽然晶粒的大小和形状取决于起始粉的性质和添加剂的存在,β-Si3.N4通常由互锁在紧密致密的微结构中的细长晶粒组成。

氮化硅的性质

材料,碳化硅,氮化物粘结,氧化铬,氧化氧化铝
  • 低密度(3.17 g/cm)3.

  • 高断裂韧性(7 MPa m1/2

  • 优良的抗弯强度(850 MPa)

  • 出色的抗热震能力

  • 最高工作温度高

氮化硅的主要应用

氮化硅由于其独特的化学和热力学特性的交叉,可以很容易地部署在世界上一些最艰苦的工作环境中。热压氮化硅具有优异的高温性能,是密封表面组件的理想选择,包括锅炉水反应堆泵,压水堆泵,腐蚀性硼酸水应用,以及旋转轴承。

由氮化硅组成的泵组件也用于石油和天然气部门,以及整个石油化工行业。硅的化学完整性3.N4使其适用于泵内部(叶轮,轴,密封等)经常接触磨料浆和腐蚀性流体的表面。

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