文档介绍：氮化物陶瓷
多数氮化物陶瓷的熔点都比较高，尽管氮化物的种类很多，但可作为材料应用的也是有限的。氮化物陶瓷主要有氮化硅(Si3N4)、氮化铝（AlN）、氮化硼（BN）、氮化钛（TiN）和赛隆陶瓷等。
BN，Si3N4，AlN等在高温下不出现熔融状态，而是直接升华分解。
氮化物陶瓷一般都有非常高的硬度，即使对于硬度很低的六方BN，当其晶体结构转变为立方结构后则具有仅次于金刚石的硬度。
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和氧化物相比，氮化物抗氧化能力较差，从而限制了其在空气中的使用。
氮化物的导电性能变化很大，一部分过渡金属氮化物属于间隙相，其晶体结构与原来金属元素的结构是相同的，氮则填隙于金属原子间隙之中，它们都具有金属的导电特性。B、Si、Al元素的氮化物则由于生成共价键晶体结构而成为绝缘体。
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一、氮化硅陶瓷（silicon nitride ceramics）
-Si3N4：低温型，是针状结晶体。 β-Si3N4：高温型，是颗粒状结晶体。将高纯硅在1200-1300℃下氮化，可得到白色或灰白色的 -Si3N4，而在1450℃左右氮化时，可得到β-Si3N4。
-Si3N4在1400-1600℃下加热，会转变成β-Si3N4。1900℃分解。
Si3N4强度和韧性优于SiC，但抗氧化性和高温强度不及SiC。
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粉末合成：
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Si的直接氮化
3Si+2N2→Si3N4
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SiO2还原法
3SiO2+6C+2N2→Si3N4+6CO
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热分解法
3Si(NH)2→Si3N4+2NH3
3Si(NH2)4→Si3N4+8NH3
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气相合成法
3SiCl4+16NH3→Si3N4+12NH4Cl
Si3N4粉末的合成方法
烧结助剂：MgO、Al2O3、Y2O3
烧结方法：常压烧结、气压烧结、热压烧结、反应烧结、热等静压烧结
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3. 性能与用途
在Si3N4结构中，氮原子与硅原子间的键力很强，因而，Si3N4具有许多优异性能如耐磨、高硬度、高强度、耐化学腐蚀和很好的高温稳定性等。
氮化硅陶瓷的优异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。因而使它在许多领域得到应用并有许多潜在的用途。
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（1）Si3N4陶瓷材料具有耐高温耐磨性能，在陶瓷发动机中用于制备燃气轮机的转子、定子和涡形管；无水冷陶瓷发动机中，用热压Si3N4做活塞顶盖；用反应烧结Si3N4可做燃烧器，它还可用作柴油机的火花塞、活塞罩顶、汽缸套、副燃烧室以及活塞－涡轮组合式航空发动机的零件等。
（2）Si3N4陶瓷材料的化学稳定性很好，耐氢氟酸以外的所有无机酸和某些碱液的腐蚀，也不被铅、铝、锡、银、黄铜、镍等熔融金属合金所浸润与腐蚀。因此它可以被广泛用于化工化学工业上的制备耐蚀耐磨零件，如球阀、密封环、过滤器、热交换器部件、管道、触媒载体等。
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(3)Si3N4陶瓷材料具有耐磨性好、强度高、摩擦系数小的特点，弯曲强度比较高，硬度也很高，同时摩擦系数小，具有自润滑性，摩擦系数小()。因此它可以被广泛用于机械工业，如制造轴承、滚珠、滚柱、滚珠座圈、高温螺栓、工模具、柱塞泵、密封材料等。
(4)Si3N4陶瓷材料的高温电阻率比较高(10131014·cm)，一方面可以作为较好的绝缘材料；同时还可以用于电子、军事和核工业上，如开关电路基片、薄膜电容器、高温绝缘体、雷达天线罩、导弹喷管、炮筒内衬、核反应堆的支承件等。
(5)此外，Si3N4陶瓷还可用作热机材料、切削工具、高级耐火材料等。
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陶瓷刀具
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陶瓷刀具工作状态
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不同刀具性能比较
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