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成都耐腐蝕氮化硅陶瓷加工工藝

來源: 發(fā)布時間:2023-10-24

   氮化硅陶瓷抗溫度急變性好,硬度高,其硬度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)動機,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。正在研制的氮化硅質(zhì)的全陶瓷發(fā)動機代替同類型金屬發(fā)動機。

    目前汽車內(nèi)燃機耐熱部位制造材料為鎳基耐熱材料,工作溫度在1000℃左右若采用氮化硅陶瓷材料,則可以將工作溫度提高到1300℃,使發(fā)動機效率提高30%左右。氮化硅陶瓷具有較高的高溫強度和熱傳導(dǎo)性,可延長發(fā)動機的使用壽命。 氮化硅陶瓷零件系列廠家--鑫鼎陶瓷。成都耐腐蝕氮化硅陶瓷加工工藝

     氮化硅陶瓷具有機械強、電性能優(yōu)良、耐高溫;耐化學(xué)侵蝕等性能,這是因為主晶相是SI3N4:晶體是一種結(jié)構(gòu)緊密、離子鏈強度很高的晶體因此我們選擇材料的時候主要是從晶相考慮。氮化硅陶瓷材料都是由極細(xì)微的粒狀原料燒結(jié)成的在燒結(jié)過程中,這些細(xì)微的顆粒就成為大量的結(jié)晶中心,當(dāng)它們發(fā)育取向不同的晶粒,并長大到相互接近并受到抑制時就形成品界在晶界上的質(zhì)點,為要適應(yīng)相鄰兩個晶粒的品格結(jié)構(gòu),自己處于—‘種不規(guī)則的過渡排列狀杰對于小角度晶界,可以把晶界的構(gòu)造看作是由一系列平行排列的刃型位鍺所構(gòu)成的;對于大角度品界還不清楚,其質(zhì)點排列很可能已接近玻璃態(tài)的無定形緯構(gòu)品界的寬度決定于兩相鄰品拉的位向差和材料的純度,位向差愈大或純度愈低時,品界往零就愈寬,一般為幾個原子層到幾百個原子層的厚度。成都耐腐蝕氮化硅陶瓷加工工藝氮化硅陶瓷的性能有哪些呢?

      利用氮化硅陶瓷重量輕和剛度大的特點,可用來制造滾珠軸承、它比金屬軸承具有更高的精度,產(chǎn)生熱量少,而且能在較高的溫度和腐蝕性介質(zhì)中操作。用Si3N4 陶瓷制造的蒸汽噴嘴具有耐磨、耐熱等特性,用于650℃鍋爐幾個月后無明顯損壞,而其它耐熱耐蝕合金鋼噴嘴在同樣條件下只能使用1 - 2個月.由中科院上海硅酸鹽研究所與機電部上海內(nèi)燃機研究所共同研制的Si3N4 電熱塞,解決了柴油發(fā)動機冷態(tài)起動困難的問題,適用于直噴式或非直噴式柴油機。這種電熱塞是當(dāng)今先進、理想的柴油發(fā)動機點火裝置。日本原子能研究所和三菱重工業(yè)公司研制成功了一種新的粗制泵,泵殼內(nèi)裝有由11個Si3N4 陶瓷轉(zhuǎn)盤組成的轉(zhuǎn)子。由于該泵采用熱膨脹系數(shù)很小的Si3N4 陶瓷轉(zhuǎn)子和精密的空氣軸承,從而無需潤滑和冷卻介質(zhì)就能正常運轉(zhuǎn)。如果將這種泵與超真空泵如渦輪———分子泵結(jié)合起來,就能組成適合于核聚變反應(yīng)堆或半導(dǎo)體處理設(shè)備使用的真空系統(tǒng)。

    氮化硅陶瓷結(jié)構(gòu)中,在β-Si3N4的一個晶胞內(nèi)有6個Si原子,8個N原子。其中3個Si原子和4個N原子在一個平面上,另外3個Si原子和4個N原子在高一層平面上第3層與第1層相對應(yīng),相對β-Si3N4而言,α-Si3N4晶胞參數(shù)變化不大,但在C軸方向約擴大一倍,其中還含有3%的氧原子以及許多硅空位,因此體系的穩(wěn)定性較差。

   眾所周知,材料在加熱和冷卻過程中會發(fā)生膨脹和收縮,當(dāng)這種膨脹或收縮受到約束時,就會在材料內(nèi)產(chǎn)生熱應(yīng)力通常情況下,存在溫度梯度或不同物相之間熱膨脹失配及同種物相熱膨脹呈現(xiàn)各向異性時,就會在材料內(nèi)產(chǎn)生熱應(yīng)力。氮化硅陶瓷屬高溫難溶化學(xué)物質(zhì),無溶點,抗高溫應(yīng)力松弛工作能力強,沒有粘接劑的反映煅燒氮化硅負(fù)載變軟點在1800℃之上。 來圖來樣加工氮化硅陶瓷基片。

     氮化硅陶瓷在機械行業(yè)的應(yīng)用-----隨著工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展,對軸承的性能要求越來越高,軸承結(jié)構(gòu)小型化、尺寸精密化、速度高速化、溫度高溫化等,以及對高真空、耐腐蝕等苛刻條件的滿足也越來越迫切,常用鋼結(jié)構(gòu)陶瓷軸承已不能滿足實際需要,目前,高速軸承普遍存在因軸承鋼球產(chǎn)生不同程度疲勞破壞等問題,為提高軸承性能,延長軸承的疲勞壽命,國內(nèi)外均采用氮化硅結(jié)構(gòu)陶瓷制造球體或其他軸承部件,有利提高了高速軸承的使用性能和壽命找專業(yè)加工氮化硅陶瓷管。成都耐腐蝕氮化硅陶瓷加工工藝

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    氮化硅陶瓷的熱壓燒結(jié)法(HPS)是將Si3N4 粉末和少量添加劑(如MgO、Al2O3、MgF2、Fe2O3 等),在1916 MPa以上的壓強和1600 ℃以上的溫度進行熱壓成型燒結(jié)。英國和美國的一些公司采用的熱壓燒結(jié)Si3N4 陶瓷,其強度高達981MPa以上。燒結(jié)時添加物和物相組成對產(chǎn)品性能有很大的影響。由于嚴(yán)格控制晶界相的組成,以及在Si3N4 陶瓷燒結(jié)后進行適當(dāng)?shù)臒崽幚恚钥梢垣@得即使溫度高達1300 ℃時強度(可達490MPa以上)也不會明顯下降的Si3N4系陶瓷材料,而且抗蠕變性可提高三個數(shù)量級。若對Si3N4 陶瓷材料進行1400———1500 ℃高溫預(yù)氧化處理,則在陶瓷材料表面上形成Si2N2O相,它能顯著提高Si3N4 陶瓷的耐氧化性和高溫強度。熱壓燒結(jié)法生產(chǎn)的Si3N4 陶瓷的機械性能比反應(yīng)燒結(jié)的Si3N4 要優(yōu)異,強度高、密度大。但制造成本高、燒結(jié)設(shè)備復(fù)雜,由于燒結(jié)體收縮大,使產(chǎn)品的尺寸精度受到一定的限制,難以制造復(fù)雜零件,只能制造形狀簡單的零件制品,工件的機械加工也較困難。成都耐腐蝕氮化硅陶瓷加工工藝

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