文档介绍：氮化硅陶瓷
other ceramics, silicon nitride ceramics the proportion of small, low thermal expansion coefficient, good heat shock resistance, high fracture toughness, is a kind of ideal candidates for high temperature structural materials and high speed cutting tool , silicon nitride ceramics
in aerospace, automobile engine, mechanical,chemical, oil and other fields have a wide range of uses, has created a new situation for the development of new high temperature structural materials. Thesilicon nitride ceramic products the main problems is the product of low toughness, high cost. We
should improve milling, pound, and the sintering process and silicon nitride and silicon carbide, silicon nitride ceramicsdeveloped better performance. This paper introduces the basic properties of silicon nitride ceramics, reviews the preparation technology and application of silicon nitride ceramics, and prospects the future development of silicon nitride ceramics. Keywords: silicon nitride ceramic; performance; application;
引言
1、氮化硅简介正八面体的两个顶是Si,然后连着
Si的是四个N
,也就是八面体的中间,然后以这四个N产生的平面的中心,就是最
后那个Si了。最后检查,一定要MAKE SURE每个
Si都连着四个N,而N-N之间没有连起来!,原子间都以单键相连,且N原子和N原子、Si原子和Si原子不直接相连,同时每个原子都满足8电子稳定结构。
图1氮化硅结构的立体图
Si3N4是共价键化合物,它有两种晶型,即针状结晶的α- Si3N4和颗粒状结晶的β- Si3N4,它们均属于六方晶系。Si3N4的晶体结构为Si原子和周围的四个N原子形成共价键,构成
【Si3N4】四面体结构单元,所有四面体共享顶角构成三维空间网络。正是由于【Si3N4】四面体结构单元的存在,Si3N4具有较高的硬度。
B- Si3N4 的一个晶胞内,有六个Si原子和八个N原子。其中三个Si原子和四个N原子在一个平面上,另外三个Si原子和四个N原子在高一层平面上。第三层与第一层相对应。α- Si3N4中第三层、第四层的Si原子,在平面位置上都分别与第一层、第二层的硅原子错了一个位置,形成四层重复排列,即ABCDABCD??的层叠排列,并且每个晶胞形成两个封闭孔洞。相对β- Si3N4而言α- Si3N4晶胞参数变化不大,但c轴扩大了约一倍,其结构内部的应变较大,故自由能比B型高,即体系的稳定性比较差,当加热至1500℃时,α- Si3N4将转变为β- Si3N4,且这种转变是不可逆的。
Silicon Nitride(Si3N4)Ceramic Characteristics
密度
Density
g/cm3
? 相对密度 Relative density % > 弹性模量 Elastic modulus GPa 300~320 抗弯强度 Bending strength MPa 900~1000 硬度(HV) Hardness GPa 18 - 20
断裂韧性 Fracture toughness
/MPa?m1/2
~ 热导率 Thermal conductivity W?(m?K