安陽世鑫帶您了解氮化硅結(jié)構(gòu)與性能

　　隨著工業(yè)與科技的發(fā)展，對(duì)優(yōu)良的工藝性能材料有著越來越高的要求。Si3N4（氮化硅）是一種新型的高溫結(jié)構(gòu)陶瓷材料，具有優(yōu)良的化學(xué)性能，兼有抗熱震性好，高溫蠕變小，對(duì)多種有色金屬融體不潤(rùn)濕，硬度高，具有自潤(rùn)滑性，已廣泛應(yīng)用到切削刀具、冶金、航空、化工等行業(yè)之中。

　　Si3N4（氮化硅）是以共價(jià)鍵為主的化合物，鍵強(qiáng)大，鍵的方向性強(qiáng)，結(jié)構(gòu)中缺陷的形成和遷移需要的能量大，即缺陷擴(kuò)散系數(shù)低（缺點(diǎn)），難以燒結(jié)，其中共價(jià)鍵Si-N成分為70%，離子鍵為30%，同時(shí)由于Si3N4本身結(jié)構(gòu)不夠致密，從而為提高性能需要添加少量氧化物燒結(jié)助劑，通過液相燒結(jié)使其致密化。

　　Si3N4（氮化硅）含有兩種晶型，一種為α-Si3N4，針狀結(jié)晶體，呈白色或灰白色，另一種為β-Si3N4，顏色較深，呈致密的顆粒狀多面體或短棱柱體。兩者均為六方晶系，都是以[SiN4]4-四面體共用頂角構(gòu)成的三維空間網(wǎng)絡(luò)。在高溫狀態(tài)下，β相在熱力學(xué)上更穩(wěn)定，因此α相會(huì)發(fā)生相變，轉(zhuǎn)為β相。從而高α相含量Si3N4粉燒結(jié)時(shí)可得到細(xì)晶、長(zhǎng)柱狀β-Si3N4晶粒，提高材料的斷裂韌性。但陶瓷燒結(jié)時(shí)必須控制顆粒的異常生長(zhǎng)，使得氣孔、裂紋、位錯(cuò)缺陷出現(xiàn)，成為材料的斷裂源。

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