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氮化硅陶瓷用什么燒結(jié)設(shè)備

全碩 2023-09-11 | 閱讀：813

氮化硅（Si3N4）是一種高熔點的陶瓷材料，具有極高的硬度和化學(xué)惰性。尤其是熱壓氮化硅，是世界上最堅硬的物質(zhì)之一。

氮化硅陶瓷熱膨脹系數(shù)低、導(dǎo)熱率高，故其耐熱沖擊性極佳。在不太高的溫度下，氮化硅具有較高的強度和抗沖擊性。但在1200℃以上使用會隨使用時間的增長而出現(xiàn)破損，使其強度降低。

氮化硅陶瓷的性能：

機械性能：

項目	單位	氣壓氮化硅	熱壓氮化硅
顏色	——	灰色或黑色	一般為黑色
密度	g/cm3	3.15~3.25	3.2~3.3
硬度	GPa	15	16
抗壓強度	MPa	2500	3000
抗彎強度	MPa	700	900
斷裂韌性	MPa?M^1/2	5~7	6~8
楊氏模量	GPa	300	300
泊松比	——	0.25	0.28

熱學(xué)性能：

項目	單位	氣壓氮化硅	熱壓氮化硅
最高使用溫度	℃（無機械負載時）	1100	1300
熱導(dǎo)率（20℃）	W/(m?K)	15~20	20~25
熱膨脹系數(shù)(40℃~400℃)	x10^-6/℃	3.0	3.1
比熱	J/(kg?K)	660	650
抗熱震性	℃（放入水中）	550	800

電學(xué)性能：

項目	單位	氣壓氮化硅	熱壓氮化硅
介電常數(shù)	1MHz	6~8	8
介電強度（6.35mm）	ac-kV/mm	15	17
體積電阻@20℃	Ω?cm	＞10^14	＞10^14
體積電阻@500℃	Ω?cm	＞10^10

常見的氮化硅成型工藝：

氣壓氮化硅陶瓷：

氣壓燒結(jié)氮化硅陶瓷，這是生產(chǎn)高強度和復(fù)雜幾何形狀氮化硅部件的最流行方法。氣壓燒結(jié)方法使用已與燒結(jié)助劑混合的氮化硅粉末以促進液相燒結(jié)（通常為氧化釔、氧化鎂和/或氧化鋁），以及粘合劑以提高生坯陶瓷體的機械強度。粉末被壓制成所需的形狀，然后進行生坯加工。然后將壓塊放入具有加壓氮氣氛的爐子中，以幫助致密化并防止硅、氮和添加劑的蒸發(fā)和分解。

全碩生產(chǎn)-真空氣壓爐-氣壓9.8Mpa-最高溫度1900℃

熱壓氮化硅陶瓷：

熱壓燒結(jié)氮化硅陶瓷是通過單軸壓制氮化硅粉末和燒結(jié)添加劑同時加熱生產(chǎn)的。這個過程需要特殊類型的壓力機和模具。它生產(chǎn)出具有優(yōu)異機械性能的氮化硅。然而，這種成型方式只能生產(chǎn)簡單的形狀，如板或棒。通過熱壓氮化硅，可以實現(xiàn)產(chǎn)品幾乎為零的孔隙率。這導(dǎo)致即使在高溫應(yīng)用中也具有出色的機械性能和耐腐蝕性。

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