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高力学性能热压氮化硅片

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高力学性能热压氮化硅片
1、结构
1.1、化学式
Si3N4分子中Si原子和周围4个N原子以共价键结合,形成[Si-N4]四面体结构单元,所有四面体共享顶角构成三维空间网,形成Si3N4,有两种相结构,α相和β相如下图所示:其共价键长较短,成键电子数目多,原子间排列的方向性强,相邻原子间相互作用大Si3N4存在两种由[Si-N4]四面体结构以不同的堆砌方式堆砌而成的三维网络晶形,一个是α-Si3N4,另一个是β-Si3N4正是由于[Si-N4]四面体结构单元的存在,Si3N4具有较高的硬度在β-Si3N4的一个晶胞内有6个Si原子,8个N原子。
其中3个Si原子和4个N原子在一个平面上,另外3个Si原子和4个N原子在高一层平面上第3层与第1层相对应,如此相应的在C轴方向按ABAB…重复排列,β-Si3N4的晶胞参数为a=0.7606nm,c=0.2909nmα-Si3N4中第3层、第4层的Si原子在平面位置上分别与第1层、第2层的Si原子错了一个位置,形成4层重复排列,即ABCDABCD…方式排列相对β-Si3N4而言,α-Si3N4晶胞参数变化不大,但在C轴方向约扩大一倍(a=0.775nm,c=0.5618),其中还含有3%的氧原子以及许多硅空位,因此体系的稳定性较差,这使α相结构的四面体晶形发生畸变,而β相在热力学上更稳定由于氧原子在α相中形成Si-O-Si离子性较强的的键,这使α相中的[Si-N4]四面体易产生取向的改变和链的伸直,原子位置发生调整,使得α相在温度达到1300℃以上时转变到β相,使其结构稳定。
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1.2、结构
氮化硅陶瓷由于是键强高的共价化合物,并在空气中能形成氧化物保护膜,所以还具有良好的化学稳定性,1200℃以下不被氧化,1200~1600℃生成保护膜可防止进一步氧化。
1.3、化学性能
氮化硅高温氧化受温度和氧分压影响根据氧分压的不同,可分为惰性氧化(PassiveOxida-tion)和活性氧化(ActiveOxidation)两类惰性氧化生成SiO2,试样质量增加;活性氧化生成SiO气体,试样质量减小 Si3N4(s)+3O2(g)=3SiO2(s)+2N2(g)(1) Si3N4(s)+5O2(g)=3SiO2(s)+4NO(g)(2)Si3N4(s)+3/2O2(g)=3SiO(g)+2N2(g)(3)惰性氧化按(1)(2)方程式进行,活性氧化按方程式(3)进行有学者通过实验证明,氮化硅高温氧化,在SiO2层与基材料之间存在Si2N2O层。
2、厂家
供应产品:氮化硅陶瓷焊接夹具,氮化硅陶瓷轴承,氮化硅高速压铸机射料室,氮化硅辊棒,氧化锆与氮化硅,氮化硅坩埚
经营范围:宝山区,扬州市,嘉兴市,淮北市,泉州市,新余市,威海市,三门峡市,宜昌市,衡阳市,阳江市
3、特性
在工业性能上,氮化硅Si3N4陶瓷材料表现出了较好的工艺性能(1)机械强度高,硬度接近于刚玉,有自润滑性耐磨;(2)热稳定性高,热膨胀系数小,有良好的导热性能;(3)化学性能稳定,能经受强烈的辐射照射等等。
氮化硅陶瓷的优异的性能对于现代技术经常遇到的高温、高速、强腐蚀介质的工作环境,具有特殊的使用价值比较突出的性能有:(1)机械强度高,硬度接近于刚玉,有自润滑性,耐磨室温抗弯强度可以高达980MPa以上,能与合金钢相比,而且强度可以一直维持到1200℃不下降 (2)热稳定性好,热膨胀系数小,有良好的导热性能,所以抗热震性很好,从室温到1000℃的热冲击不会开裂(3)化学性能稳定,几乎可耐一切无机酸(HF除外)和浓度在30%以下烧碱(NaOH)溶液的腐蚀,也能耐很多有机物质的侵蚀,对多种有色金属熔融体(特别是铝液)不润湿,能经受强烈的放射辐照? (4)密度低,比重小,仅是钢的2/5,电绝缘性好。
4、用途
对于氮化硅Si3N 4和氮化硅复合陶瓷Sialon陶瓷烧结体,已经提供了一种通过超塑性形成而不形成复合材料并保持单一状态的方法。
本发明还提供了根据该方法形成的烧结体,其包括氮化硅和赛隆烧结体,其中烧结体的相对密度大于95%,并且在烧结体的二维横截面上,长度为50 m的烧结体的线密度在120-250 范的范围内;通过拉伸或压缩在1300-1700的温度下以小于10-1/秒的应变速率塑性变形形成的烧结体具有优异的机械性能,尤其是在常温下。


1楼2020-05-13 13:09回复