高熔点陶瓷材料——氮化硅

氮化硅（Si3N4）是一种高熔点的陶瓷材料，具有极高的硬度和化学惰性。尤其是热压氮化硅，是世界上最坚硬的物质之一。

性质

氮化硅陶瓷热膨胀系数低、导热率高，故其耐热冲击性极佳。在不太高的温度下，氮化硅具有较高的强度和抗冲击性。但在1200℃以上使用会随使用时间的增长而出现破损，使其强度降低。

用途

氮化硅粉末作为工程陶瓷材料，在工业上有广泛用途。其主要用于超高温燃气透平，飞机引擎，透平叶片，热交换器，电炉等。也可作耐热涂层，用于火箭和原子能反应堆。

其用于绝缘材料、机械耐磨材料、热机材料、切削工具、高级耐火材料及抗腐蚀、耐磨损密封部件等。氮化硅陶瓷可做燃气轮机的燃烧室、机械密封环、输送铝液的电磁泵的管道及阀门、永久性模具、钢水分离环等。氮化硅摩擦系数小，用于高温轴承。

常见的氮化硅成型工艺

气压氮化硅陶瓷

气压烧结氮化硅陶瓷，这是生产高强度和复杂几何形状氮化硅部件的最流行方法。气压烧结方法使用已与烧结助剂混合的氮化硅粉末以促进液相烧结（通常为氧化钇、氧化镁和/或氧化铝），以及粘合剂以提高生坯陶瓷体的机械强度。粉末被压制成所需的形状，然后进行生坯加工。然后将压块放入具有加压氮气氛的炉子中，以帮助致密化并防止硅、氮和添加剂的蒸发和分解。

热压氮化硅陶瓷

热压烧结氮化硅陶瓷是通过单轴压制氮化硅粉末和烧结添加剂同时加热生产的。这个过程需要特殊类型的压力机和模具。它生产出具有优异机械性能的氮化硅。然而，这种成型方式只能生产简单的形状，如板或棒。通过热压氮化硅，可以实现产品几乎为零的孔隙率。这导致即使在高温应用中也具有出色的机械性能和耐腐蚀性。