陶瓷制备技术课程论文-氮化硅结构陶瓷生产工艺技术进展

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1、武汉理工大学陶瓷制备技术课程论文氮化硅结构陶瓷生产工艺技术进展学院（系）：材料科学与工程学院专业班级：材料工程专业某班学生姓名：某人任课教师：某人武汉理工大学课程论文摘要我们知道氮化硅陶瓷作为一种高温高强结构陶瓷正在被广泛地应用，其有高强度、抗热震稳定性好、疲劳韧性高、室温抗弯强度高、耐磨、抗氧化、耐腐蚀性能好。本文叙述氮化硅陶瓷结构性质，以及其主要制备工艺，另外简要介绍其应用和未来发展前景。关键词:氮化硅结构性能制备工艺AbstractWeallknowthatsiliconnitrideceramicasastructuralceramicwithhighstreng

2、thinhightemperaturehasbeenwidelyapplied.Ithashighstrength,thermalshockstability,hightemperaturefatiguetoughness,highbendingstrength,wearresistance,oxidationresistance,corrosionresistanceandgoodperformanceofhighperformance.Thispaperdescribesthestructuralpropertiesofsiliconnitrideceramics,t

3、hefabricatingtechniqueofsiliconnitrideceramicsandmanufacturingindustryintheapplicationandatthesametimelooksforwardtothedevelopmentprospectofsiliconnitrideceramics.KeyWords：siliconnitride,composite,preparationprocessI武汉理工大学课程论文1前言当前我国大型机械工业发展迅速，所需要的零部件的要求越来越高。金属作为一种传统材料在不断开发中越来越体现出它的缺陷。高温结

4、构材料的诞生为人们制造更为高效的生产设备所需的材料上提供了很好的选择。氮化硅材料就是其中一种具有代表性的陶瓷材料，下文将逐步叙述其特性和开发利用的情况。10武汉理工大学课程论文2氮化硅的结构和性质2.1.1氮化硅基本介绍氮化硅化学式为Si3N4，原子晶体，是一种超硬物质，并具有润滑性，可耐磨损，耐高温氧化，抵抗冷热冲击。由于氮化硅陶瓷良好特性，我们可用它制造轴承、气轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件。另外基于其耐高温而且不易传热的性质，氮化硅陶瓷可制造发动机部件的受热面，既可提高柴油机质量，节省燃料，又能够提高热效率。2.1.2氮化硅的分类特点应用氮化硅纤维[3]

5、①高收率②高性能③耐化学腐蚀④耐高温性能好⑤高性能陶瓷基复合材料的增强纤维未来航天航空、汽车发动机等耐高温部件最有希望的候选材料纳米氮化硅[1]（填入橡胶材料后）高撕裂强度、拉伸强度、耐磨性、降低内耗、改善橡胶的动态力学和耐热老化性，良好的力学性能、高硬度、抗热震性、抗氧化性、耐侵蚀性、尺寸稳定性、Sialon改性，减少能源消耗，耐高温，具有生物相容性、承载力强纳米氮化硅填充丁氰橡胶制备纳米橡胶复合材料，制作陶瓷，发动机零部件和刀具，抗腐蚀和电磁方面的材料，做涂层，制作航空航天材料，制作移植人体器官，改性聚合物使其具有良好的抗紫外能力不老化。氮化硅复合材料[1]耐高温、低

6、介电、抗蠕变、抗氧化高性能导弹武器的天线罩氮化硅薄膜[1]优良的光电性能、很高的化学稳定性，抗杂质扩散和水汽渗透能力强，钝化性能和力学。太阳能电极中、制造半导体材料多孔氮化硅耐热性好、化学稳定性好、几何表面积与体积比高、具有高度开口、内连的气孔、孔道分布较均匀、气孔尺寸可控、具有良好的机械强度和刚度、在气压、液压或其它应力负载下、多孔体的孔道形状和尺寸不发生变化。过滤及分离、吸引材料、用作隔膜材料、用作敏感元件、生物工程材料、10武汉理工大学课程论文2.2氮化硅的晶体结构氮化硅有3种结晶结构，分别是α、β和γ三相。其中α（颗粒状晶体）和β(长柱状或针状晶体)两相最常见，并

7、且可以在常压下制备。γ相只有在高压及高温下，才能合成得到，它的硬度可达到35GPa。α、β相均属六方晶系，都是由[SiN4]四面体共用顶角构成的三维空间网络。α相由两层不同的非变形的六环层组成.。α相的结构具有较低的对称性，内部应变大于β相，自由能量高于β相，所以α相在高温下会转变为β相（1400°C~1600°C）。氮化硅的原子的结构表明，硅的外层电子3s23p2。和氮原子形成共价键，sp3杂化，从而形成一个[SiN4]四面体结构。氮原子的外层有5个电子，与硅结合时候，有一个p轨道耦合本身，所以3个Si原子各提供1个电子的结