文档介绍：1非氧化物陶瓷 2非氧化物陶瓷?非氧化物陶瓷,是由金属的碳化物、氮化物、硫化物、硅化物和硼化物等制造的陶瓷总称。?是新型结构材料,,能够在以往氧化物陶瓷和金属材料无法胜任的条件下使用 3非氧化物陶瓷的特点(4) 非氧化物陶瓷易氧化。原料合成及陶瓷烧结都需要在无氧气氛(通常是氮气、氩气或真空气氛)中进行。烧成陶瓷后在使用过程中,由于具有一定的抗氧化性,而可在较高温度下使用。不同材料具有不同的抗氧化能力,其最高使用温度也依材料而异。在高温下使用发生氧化反应将影响材料的使用寿命。(2) 发展历史相对比较短。比如 50 年代发现氮化物陶瓷具有很好的力学、热学和电学性能以后,它才日益受到人们的广泛关注和重视。(1) 非氧化物陶瓷一般是共价键很强、难熔的化合物。(3) 与氧化物陶瓷不同, 非氧化物陶瓷的原料在自然界中不存在,需人工合成, 然后按照陶瓷工艺来做成各种陶瓷制品。 4氮化硅( Si 3N 4)的晶体结构?α- Si 3N 4颗粒状晶体?β- Si 3N 4长柱状或针状晶体相同点: 两者均同六方晶系,[ SiN 4]四面体共用顶角构成的三维空间网络. 不同点:β- Si 3N 4比α- Si 3N 4的对称性高; α- Si 3N 4相为低温型,β- Si 3N 4为高温型稳定性高 5α- Si 3N 4相为低温型,β- Si 3N 4 ?α- Si 3N 4在 1400-1600 ℃下加热会转变成β- Si 3N 4,因而人们曾认为, α- Si 3N 4和β- Si 3N 4相分别为低温和高温两种晶型。?反例: ?(1)低于相变温度的反应烧结 Si 3N 4中, α- Si 3N 4和β- Si 3N 4两相几乎同时出现。?(2)又如在另 SiCl 4 -NH 3 -H 2系中加入少量 TiCl 4, 1350-1450 ℃可直接制备出β- Si 3N 4,该系在 1150 ℃生成沉淀,然后于 Ar 气中 1400 ℃热处理 6 小时,得到的仅为α- Si 3N 4。β- Si 3N 4可直接生成 6 Si 3N 4陶瓷的制备方法?反应结合氮化硅( RBSN ) ?热压烧结氮化硅(HPSN) ?无压烧结氮化硅(SSN) ?反应结合氮化硅的重烧结( PSRBSN ) ?热等静压烧结氮化硅共价键很强的化合物,离子扩散系数很低,因此很难烧结 7反应结合氮化硅氮化反应和烧结同时进行α和β两相的混合物 8 3Si + 2N 2 = Si 3N 4 摩尔体积 (cm 3 /mol ) 体积增加 22% ,有助于坯体致密化 9反应结合氮化硅工艺的优点?制造形状很复杂的产品,不需要昂贵的机械加工,尺寸精度容易控制; ?不需要添加烧结助剂 10 反应结合氮化硅工艺的要求?硅粉的杂质少,粒度小(过 200 目筛) ?素坯成型时根据需要加入临时粘结剂。密度与成型方法的关系: 等静压>干压>浇注或挤压?素坯的初步氮化:1150-1200 ℃保温 1- 小时, 坯体获得一定的强度?坯体的加工, 烧成后体积变化小,% ?氮化烧成: 加入催化剂促进氮化,如氧化铁、氟化钙等