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氮化硅陶瓷五大應(yīng)用場景介紹
  • 作者:    來源:宜興市前錦特陶有限公司    時間:2022/11/11    點擊:554
氮化硅陶瓷五大應(yīng)用

一、在冶金工業(yè)中的應(yīng)用

1、燒結(jié)氮化硅,其線膨脹系數(shù)低,因此它具有良好的抗熱震性能,僅次于石英和微晶玻璃;

2、氮化硅的摩擦系數(shù)小并且具有自潤滑性,它具有優(yōu)良的耐磨性,是出色的耐磨材料;

3、氮化硅具有較高的機(jī)械強度,它的高溫蠕變性;

4、具有優(yōu)良的電絕緣性;

5、具有優(yōu)良的化學(xué)性能,能耐除氫氟酸以外的所有無機(jī)酸和某些堿的腐蝕。


二、在化工工業(yè)中的應(yīng)用

1、在煉鋁、銅、鋅等行業(yè)中的應(yīng)用

在鑄鋁連軋生產(chǎn)線和煉鋁、熔鋁作業(yè)中,氮化硅陶瓷可作為測溫?zé)犭娕继坠,還可以作煉鋁熔煉爐爐襯、盛鋁液的“包子”內(nèi)襯、坩堝等,甚至輸送鋁液的泵、管道、閥門、鑄鋁的模具,全都可用氮化硅做成。

2、在煉鋼及軋鋼行業(yè)的應(yīng)用

氮化硅作為耐火材料在煉鋼行業(yè)中最重要的作用是作為水平連鑄的分離環(huán)。在水平連鑄中,分離環(huán)把鋼液流分成熔融鋼液區(qū)和鋼液開始凝固區(qū),起著分離鋼的液固界面的作用,對保持穩(wěn)定的鋼液凝固起點和鑄坯質(zhì)量起著極大的作用。

3、在煉鐵行業(yè)中的應(yīng)用

近年來,高爐用氮化硅及塞隆結(jié)合碳化硅制品有很快的發(fā)展。國內(nèi)已有約61%的高爐采用它,特別是爐缸直徑為12-15m的大型高爐。實驗表明,氮化硅抗渣蝕性和抗氧化性良好。

4、在金屬熱處理行業(yè)的應(yīng)用

用氮化硅陶瓷做成心軸套住要處理的齒輪,在感應(yīng)爐內(nèi)于45s從室溫加熱至900℃,然后帶齒輪清油淬火,周而復(fù)始,每周操作5000次,連續(xù)使用一年多,到哪華貴陶瓷心軸僅有輕微的磨損。氮化硅陶瓷在真空熱處理中作為工件的夾具和發(fā)熱體的鉤等都是很合適的,因為它具有耐高溫和高溫下尺寸穩(wěn)定的特點。

5、用于多孔陶瓷的制備

多孔氮化硅陶瓷兼具氮化硅陶瓷與多孔材料的性質(zhì),既具有氮化硅陶瓷的強度高、韌性好、抗蠕變性好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、抗雨蝕、抗熱沖擊性能優(yōu)良的特點,也具有多孔材料密度小,介電常數(shù)和介電損耗小的特性。因此,多孔氮化硅可以應(yīng)用于航空、航天領(lǐng)域,作為在惡劣環(huán)境下使用的天線罩材料。用氮化硅陶瓷制造的雷達(dá)天線罩可以在6-7Ma的高速飛行器使用,其強度高、抗熱震性和抗雨蝕性好。


三、在機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用

1、用于汽車發(fā)動機(jī)節(jié)能減排

汽車的陶瓷材料是采用高純超細(xì)的氧化物、氮化物、硼化物等原料,經(jīng)過預(yù)處理、破碎、磨粉、混合、成形、干燥、燒結(jié)等特殊工藝而得到的結(jié)構(gòu)精細(xì)的無機(jī)非金屬材料。它具有高強度、高耐熱性、抗蝕性、高硬度、高耐磨性、密度小、變形小,抗熱沖擊等一系列優(yōu)點,特別是抗拉強度和彎曲強度可與金屬相比。用氮化硅陶瓷材料制造發(fā)動機(jī),由于溫度提高,可使燃料充分燃燒,排出的廢氣中污染成分大幅度的降低,不僅降低能耗,并且減少了環(huán)境污染。


四、在航天航空領(lǐng)域中的應(yīng)用

專家指出,航空發(fā)動機(jī)平均使用時間超過上千個小時后,存在發(fā)動機(jī)抗高溫的問題,必須由隔熱陶瓷解決。同時,要減少油耗,就必須減輕飛機(jī)重量,陶瓷發(fā)動機(jī)有助于實現(xiàn)這個目標(biāo)。


五、在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

在醫(yī)學(xué)工程上可以制成人工關(guān)節(jié)。
1.機(jī)械工業(yè)
在機(jī)械工業(yè)中,氮化硅陶瓷可用作渦輪葉片,機(jī)械密封環(huán),高溫軸承,高速切削工具,永久模具等。這些設(shè)備的可靠性和使用壽命會因金屬腐蝕而受到很大影響。但是,氮化硅陶瓷材料具有優(yōu)異的耐磨性,耐腐蝕性和高溫抗熱震性,可代替金屬材料用于機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域。
2.冶金領(lǐng)域
氮化硅陶瓷材料具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和優(yōu)異的機(jī)械性能,可用作冶金工業(yè)中的坩堝,燃燒工作表,熱塑性鋁電池的內(nèi)襯和其他熱力設(shè)備的組成部分;氮化硅陶瓷具有良好的抗氧化性,氧化溫度氮化硅材料可用于快速冷卻和快速加熱的環(huán)境,因此在冶金工業(yè)中也有非常廣泛的應(yīng)用。
3.超細(xì)研磨
氮化硅陶瓷是一種共價化合物,其鍵合主要取決于原子之間的共價鍵,所制備的材料本身具有很高的硬度和耐磨性,氮化硅的硬度很高,僅次于金剛石,立方氮化硼和一些超硬材料在超細(xì)粉和食品加工行業(yè)中,氮化硅陶瓷研磨球的性能要高于傳統(tǒng)研磨球,其硬度和耐磨性均優(yōu)越。
4.陶瓷基板
隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,集成電路的集成度越來越高,線路的密度也越來越大,如果電子封裝基板無法及時冷卻,則會積聚大量的熱量。單晶氮化硅的理論導(dǎo)熱率可以達(dá)到更高,氮化硅陶瓷是綜合性能最好的結(jié)構(gòu)陶瓷材料,在集成電路上最終導(dǎo)致其失效和損壞,因此基板的導(dǎo)熱性非常重要功率大于400W·m-1,它有可能成為高導(dǎo)熱率的襯底,此外,其優(yōu)異的機(jī)械性能和良好的導(dǎo)熱率使氮化硅陶瓷有望彌補現(xiàn)有襯底材料的缺點.

氮化硅陶瓷是一種共價化合物,其鍵合主要取決于原子之間的共價鍵,所制備的材料本身具有很高的硬度和耐磨性,氮化硅的硬度很高,僅次于金剛石,立方氮化硼和一些超硬材料在超細(xì)粉和食品加工行業(yè)中,氮化硅陶瓷研磨球的性能要高于傳統(tǒng)研磨球,其硬度和耐磨性均優(yōu)越。
  

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