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氮化硅陶瓷五大應用場景介紹
  • 作者:    來源:宜興市前錦特陶科技有限公司    時間:2022-5-24    點擊:195
 氮化硅陶瓷五大應用

一、在冶金工業中的應用

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

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

3、氮化硅具有較高的機械強度,它的高溫蠕變性小;

4、具有優良的電絕緣性;

5、具有優良的化學性能,能耐除氫氟酸以外的所有無機酸和某些堿的腐蝕。



二、在化工工業中的應用

1、在煉鋁、銅、鋅等行業中的應用

在鑄鋁連軋生產線和煉鋁、熔鋁作業中,氮化硅陶瓷可作為測溫熱電偶套管,還可以作煉鋁熔煉爐爐襯、盛鋁液的“包子”內襯、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、在煉鋼及軋鋼行業的應用

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

3、在煉鐵行業中的應用

近年來,高爐用氮化硅及塞隆結合碳化硅制品有很快的發展。國內已有約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、在金屬熱處理行業的應用

用氮化硅陶瓷做成心軸套住要處理的齒輪,在感應爐內于45s從室溫加熱至900℃,然后帶齒輪清油淬火,周而復始,每周操作5000次,連續使用一年多,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,既具有氮化硅陶瓷的強度高、韌性好、抗蠕變性好、結構穩定性好、抗雨蝕、抗熱沖擊性能優良的特點,也具有多孔材料密度小,介電常數和介電損耗小的特性。因此,多孔氮化硅可以應用于航空、航天領域,作為在惡劣環境下使用的天線罩材料。用氮化硅陶瓷制造的雷達天線罩可以在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、在機械領域中的應用

1、用于汽車發動機節能減排

汽車的陶瓷材料是采用高純超細的氧化物、氮化物、硼化物等原料,經過預處理、破碎、磨粉、混合、成形、干燥、燒結等特殊工藝而得到的結構精細的無機非金屬材料。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動機,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,并且減少了環境污染。



四、在航天航空領域中的應用

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



五、在醫學領域中的應用

在醫學工程上可以制成人工關節。


1.機械工業
在機械工業中,氮化硅陶瓷可用作渦輪葉片,機械密封環,高溫軸承,高速切削工具,永久模具等。這些設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械工業領域。
2.冶金領域
氮化硅陶瓷材料具有優異的化學穩定性和優異的機械性能,可用作冶金工業中的坩堝,燃燒工作表,熱塑性鋁電池的內襯和其他熱力設備的組成部分;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境,因此在冶金工業中也有非常廣泛的應用。
3.超細研磨
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粉和食品加工行業中,氮化硅陶瓷研磨球的性能要高于傳統研磨球,其硬度和耐磨性均優越。
4.陶瓷基板
隨著信息技術的飛速發展,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熱率可以達到更高,氮化硅陶瓷是綜合性能最好的結構陶瓷材料,在集成電路上最終導致其失效和損壞,因此基板的導熱性非常重要功率大于400W·m-1,它有可能成為高導熱率的襯底,此外,其優異的機械性能和良好的導熱率使氮化硅陶瓷有望彌補現有襯底材料的缺點.

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粉和食品加工行業中,氮化硅陶瓷研磨球的性能要高于傳統研磨球,其硬度和耐磨性均優越。
  

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