氮化硅陶瓷的應(yīng)用在哪些方面呢

       氮化硅陶瓷的應(yīng)用初期主要用在機(jī)械、 冶金、 化工、 航空、 半導(dǎo)體、 醫(yī)學(xué)等工業(yè)上某些設(shè)備或產(chǎn)品的零部件， 取得了很好的預(yù)期效果。 近年來(lái)， 隨著制造工藝和測(cè)試分析技術(shù)的發(fā)展， 氮化硅陶瓷制品的可靠性不斷提高， 因此應(yīng)用面在不斷擴(kuò)大。 特別值得贊賞的是，正在研制氮化硅陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)， 并且已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展， 這在科學(xué)技術(shù)上成為舉世矚目的大事。 有關(guān)應(yīng)用的主要內(nèi)容有：

       1、 氮化硅在冶金工業(yè)中的應(yīng)用

     （1） 燒結(jié)氮化硅， 其線膨脹系數(shù)較低，因此它有良好的抗熱震性能，僅次于石英和微晶玻璃；

     （2） 氮化硅的摩擦系數(shù)小并且具有自潤(rùn)滑性，它具有優(yōu)良的耐磨飾性，成為出色的耐磨材料；

     （3） 氮化硅具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，它的高溫蠕變小；

     （4） 具有優(yōu)良的電絕緣性；

     （5） 氮化硅具有優(yōu)良的化學(xué)性能，能耐除氫氟酸以外的所有無(wú)機(jī)酸和某些堿的腐蝕。

       2、 氮化硅在化工工業(yè)中的應(yīng)用

     （1） 在煉鋁、 銅、 鋅等行業(yè)中的應(yīng)用

       在鑄鋁連軋生產(chǎn)線和煉鋁、 熔鋁作業(yè)中， 氮化硅陶瓷可作為測(cè)溫?zé)犭娕继坠埽?還可以作煉鋁熔煉爐爐襯、 盛鋁液的“包子” 內(nèi)襯、 坩堝等， 甚至輸送鋁液的泵、 管道、 閥門(mén)、 鑄鋁的模具， 全都可用氮化硅做成。

     （2） 在煉鋼及軋鋼行業(yè)

       氮化硅作為耐火材料在煉鋼行業(yè)中最重要的用途是作為水平連鑄的分離環(huán)。 在水平連鑄中，分離環(huán)把鋼液流分成熔融鋼液區(qū)和鋼液開(kāi)始凝固區(qū)，起著分離鋼的液固界面的作用， 對(duì)保持穩(wěn)定的鋼液凝固起點(diǎn)和鑄坯質(zhì)量起著極大的作用。

     （3） 在煉鐵行業(yè)中的應(yīng)用

       近年來(lái)，高爐用氮化硅及塞隆結(jié)合碳化硅制品有很快的發(fā)展。國(guó)內(nèi)已有約 61%的高爐采用它， 特別是爐缸直徑為 12～15m 的大型高爐采用它的已有 68%。 實(shí)驗(yàn)表明，氮化硅抗渣蝕性和抗氧化性良好。

     （4） 在金屬熱處理行業(yè)的應(yīng)用

       用氮化硅陶瓷做成心軸套住要處理的齒輪，在感應(yīng)爐內(nèi)于45s 從室溫加熱至900℃，然后帶齒輪清油淬火，周而復(fù)始，每周操作5000次，連續(xù)使用一年多，氮化硅陶瓷心軸僅有輕微的磨損。 氮化硅陶瓷在真空熱處理中作為工件的夾具和發(fā)熱體的鉤等都是很合適的， 因?yàn)樗哂心透邷睾透邷叵鲁叽绶€(wěn)定。

     （5） 用于多孔陶瓷的制備

       多孔氮化硅陶瓷兼具氮化硅陶瓷與多孔材料的性質(zhì)，既具有氮化硅陶瓷的強(qiáng)度高、韌性好、 抗蠕變性好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、 抗雨蝕、抗熱沖擊性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，也具有多孔材料密度小，介電常數(shù)和介電損耗小等特性。因此，多孔氮化硅可以應(yīng)用于航天領(lǐng)域，作為在惡劣環(huán)境下使用的天線罩材料。 用氮化硅陶瓷制造的雷達(dá)天線罩可以在 6～7Ma 的高速飛行器使用，其強(qiáng)度高、 抗熱震性和抗雨蝕性好。

       3、 在機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用

       （1） 用于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能減排

       汽車(chē)的陶瓷材料是采用高純超細(xì)的氧化物、 氮化物、 硼化物等原料， 經(jīng)過(guò)預(yù)處理、破碎、 磨粉、 混合、 成形、 干燥、 燒結(jié)等特殊工藝而得到的結(jié)構(gòu)精細(xì)的無(wú)機(jī)非金屬材料。 它具有高強(qiáng)度、 高耐熱性、 抗蝕性、 高硬度、 高耐磨性、 密度小、 變形小、抗熱沖擊等一系列優(yōu)點(diǎn)， 特別是抗拉強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度可與金屬相比。 氮化硅屬于結(jié)構(gòu)陶瓷， 結(jié)構(gòu)陶瓷的質(zhì)量是鐵的一半， 節(jié)能效果非常顯著， 同時(shí)還能減少環(huán)境污染，節(jié)約鋼材等金屬材料。 氮化硅陶瓷的原料豐富、 加工性好， 可以用低成本生產(chǎn)出各種尺寸精確的部件， 特別是形狀復(fù)雜的部件， 成品率比其他陶瓷材料高。 氮化硅陶瓷抗溫度急變性好， 硬度高， 其硬度僅次于金剛石和氮化硼等物質(zhì)， 用氮化硅陶瓷材料制造發(fā)動(dòng)機(jī)， 由于溫度提高， 可使燃料充分燃燒， 排出的廢氣中污染成分大幅度的降低， 不僅降低能耗， 并且減少了環(huán)境污染。

       （2） 正在研制的氮化硅質(zhì)的全陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)代替同類(lèi)型金屬發(fā)動(dòng)機(jī)。

       4、 在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用

       美國(guó)通用電氣公司在 2005 年大量生產(chǎn)的新一代空中客車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)引擎中， 主要采用了氮化硅原料。 打飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的很高的溫度。專(zhuān)家指出，航空發(fā)動(dòng)機(jī)平均使用時(shí)間超過(guò)上千個(gè)小時(shí)， 其中存在發(fā)動(dòng)機(jī)抗高溫的問(wèn)題， 必須由隔熱陶瓷解決。同時(shí)，國(guó)內(nèi)航空飛機(jī)每天飛行上萬(wàn)駕次，要減少油耗，就必須減輕飛機(jī)重量，陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)有助于實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。

       5、 在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用

       在醫(yī)學(xué)工程上可以制成人工關(guān)節(jié)。介紹陶瓷對(duì)陶瓷髖關(guān)節(jié)置換的手術(shù)方法。分析 2 種陶瓷髖假體的特點(diǎn)，人工全髖置換術(shù)使用陶瓷對(duì)陶瓷型假體, 需要掌握特殊的手術(shù)技巧, 超半徑設(shè)計(jì)假體安放要求適當(dāng)增加髖臼假體前傾角。