納米氮化硅特性及應(yīng)用

納米氮化硅VK-SN100、粉通過(guò)特殊工藝方法制備，純度高，粒徑小，分布均勻，比表面積大，表面活性高，松裝密度低，紫外線反射率為95%以上和吸收紅外波段的吸收率在97%以上，器件的成瓷溫度低，尺寸穩(wěn)定性好，機(jī)械強(qiáng)度高，耐化學(xué)腐蝕性能好。 

一、Si3N4（VK-SN100）的特性

二、氮化硅的詳細(xì)性能指標(biāo)如下：

1、耐熱，在常壓下，Si3N4沒(méi)有熔點(diǎn)，于1870℃左右直接分解，可耐氧化到1400℃，實(shí)際使用達(dá)1200℃(超過(guò)1200℃力學(xué)強(qiáng)度會(huì)下降)。

2、熱膨脹系數(shù)?。?/span>2.8-3.2）×10-6/℃，導(dǎo)熱系數(shù)高，抗熱震，從室溫到1000℃熱沖擊不會(huì)開(kāi)裂。

3、摩擦系數(shù)小（0.1），有自潤(rùn)滑性，（加油的金屬表面摩擦系數(shù)0.1-0.2）。

4、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐腐蝕，除氫氟酸外不與其他其他無(wú)機(jī)酸反應(yīng)，800℃干燥氣氛下不與氧發(fā)生反應(yīng)，超過(guò)800℃，開(kāi)始在在表面生成氧化硅膜，隨著溫度升高氧化硅膜逐漸變穩(wěn)定，1000℃左右可與氧生成致密氧化硅膜。可保持至1400℃基本穩(wěn)定。

5、氮化硅硬度高，耐磨損，莫氏硬度僅次于金剛石、立方氮化硼、碳化硼、碳化硅，抗機(jī)械沖擊。

6、韌性大，可采用氮化硅纖維增韌，使其高溫強(qiáng)度穩(wěn)定。

Si3N4（VK-SN100）的應(yīng)用領(lǐng)域

1、航天軍工領(lǐng)域航空制造是制造業(yè)中高新技術(shù)最集中的領(lǐng)域，屬于先進(jìn)制造技術(shù)，是新材料、新工藝和新技術(shù)的佼佼者。以飛機(jī)的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)為例，闡述航空制造中氮化硅的應(yīng)用。飛機(jī)渦流發(fā)動(dòng)機(jī)以飛機(jī)的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)為例，壓氣機(jī)零部件溫度在650℃以下，目前主要采用鈦合金、鋁合金及耐熱鋼。燃燒室燃燒區(qū)溫度高達(dá)1800-2000℃，引入氣流冷卻后，燃燒室壁溫仍然在900℃以上，常用高溫合金（鎳基及鈷基合金）板材制造，為防止燃?xì)鉀_刷、熱腐蝕和隔熱，常噴涂防護(hù)層，現(xiàn)采用彌散強(qiáng)化合金無(wú)需涂層可制備耐1200℃的燃燒室。機(jī)構(gòu)陶瓷氮化硅耐熱，可在1400℃時(shí)仍然有高的強(qiáng)度、剛度（但超過(guò)1200℃時(shí)力學(xué)強(qiáng)度會(huì)下降），但比較脆，使用連續(xù)纖維增強(qiáng)的增強(qiáng)陶瓷可應(yīng)用于渦輪部件，特別是小發(fā)動(dòng)機(jī)的陶瓷葉片，渦輪外環(huán)和空氣軸承。此外，氮化硅陶瓷比密度小，密度僅為鋼軸承的41%，可有效降低飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)重量，減低油耗。

2、機(jī)械工程領(lǐng)域氮化硅陶瓷摩擦系數(shù)小，有自潤(rùn)滑性，強(qiáng)度高，熱膨脹系數(shù)小，體積受溫度變化小，有效防止球/密封環(huán)卡死，可制成軸承滾珠及機(jī)械密封環(huán)。氮化硅強(qiáng)度大，可用于軸承制造，可承受嚴(yán)酷的工作環(huán)境，工作壽命也高于一般軸承，但制作成本也比較高。傳統(tǒng)的閥門是金屬材料，由于受金屬材料自身限制，金屬的腐蝕破壞對(duì)閥門耐磨性、可靠性、使用壽命具有相當(dāng)大的影響；一些應(yīng)用于石油工業(yè)的金屬閥門易受到化學(xué)腐蝕，失去工作能力。而氮化硅陶瓷優(yōu)良的耐腐蝕性、耐磨性、抗高溫性，能夠勝任這一領(lǐng)域。氮化硅具有耐磨，耐熱性，用作蒸汽噴嘴，在800℃的鍋爐工作半年后無(wú)明顯損壞。其他耐熱蝕合金噴嘴在同樣條件下只能使用1-2個(gè)月。另外氮化硅材料制作的粉碎刀片在食品加工也廣泛應(yīng)用，可最大限度的減少雜質(zhì)污染食品，刀片耐用性也比較好。

3、超細(xì)研磨領(lǐng)域氮化硅硬度高，硬度僅次于金剛石，立方氮化硼。因其消耗非常低，降低了研磨介質(zhì)的磨損及對(duì)研磨材料的污染，有利于獲取更高純度的超細(xì)粉體。氮化硅研磨球據(jù)說(shuō)氮化硅24小時(shí)的磨耗只有百萬(wàn)分之一，這種說(shuō)法雖然有待考核，但據(jù)在一線人員處了解到的信息，氮化硅的磨損的確是驚人的低的。

4、高端手表“永不磨損”的瑞士雷達(dá)表真系列（True Open Heart）的表殼采用氮化硅陶瓷，表鏡采用藍(lán)寶石，該系列腕表限量發(fā)行500枚。雷達(dá)表效果圖總而言之，氮化硅陶瓷是工業(yè)技術(shù)特別是尖端技術(shù)中不可缺少的關(guān)鍵材料。

5、汽車內(nèi)燃機(jī)材質(zhì)目前汽車內(nèi)燃機(jī)耐熱部位制造材料為鎳基耐熱材料，工作溫度在1000℃左右。若采用陶瓷材料，則可以將工作溫度提高到1300℃，使發(fā)動(dòng)機(jī)效率提高30%左右。陶瓷具有較高的高溫強(qiáng)度和熱傳導(dǎo)性，可延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。汽車內(nèi)燃機(jī)目前內(nèi)燃機(jī)使用的陶瓷材料有：氧化物基陶瓷、碳化物基陶瓷及氮化物基陶瓷（氮化硅），阻礙陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)用化的主要障礙是陶瓷的脆性和由此導(dǎo)致的低可靠性。若能解決這個(gè)問(wèn)題，將會(huì)給人類社會(huì)的發(fā)展提供強(qiáng)大的推動(dòng)力。

6、柴油機(jī)電熱塞（預(yù)熱塞）在嚴(yán)寒時(shí)期柴油發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻時(shí)，電熱塞為提升啟動(dòng)性能提供熱能。同時(shí)，要求電熱塞具有快速升溫和持久保持高溫狀態(tài)的特性。氮化硅電熱塞氮化硅陶瓷電熱塞升溫至1000℃時(shí)間（2s）比金屬電熱塞(3s)快，氮化硅工作溫度（約1200℃）比金屬電熱塞工作溫度（約1000℃）高。除此之外氮化硅還可以做發(fā)熱體，廣泛應(yīng)用于直熱及貯水式、節(jié)能快熱式電熱水器，快熱式液體加熱、電暖、冷熱飲機(jī)、空調(diào)加熱器，直熱水龍頭、恒溫器、蒸氣發(fā)生器等家用、工業(yè)、商務(wù)用電熱器行業(yè)。

7、冶金領(lǐng)域利用氮化硅陶瓷材料的化學(xué)穩(wěn)定性好及其優(yōu)異的機(jī)械性能，氮化硅此阿里哦在冶金領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。氮化硅具有優(yōu)異的熱氧穩(wěn)定性，抗熱氧化溫度可達(dá)1400℃，使用溫度達(dá)1200℃。在中性或者還原氣氛中使用溫度可達(dá)1800℃。此外氮化硅熱膨脹性小，可用于極冷急熱的工況環(huán)境。

8、高性能機(jī)床切削刀具在現(xiàn)代化加工過(guò)程中，提高加工效率的最有效方法是采用高速切削加工技術(shù)。氮化硅刀具特別適合于鑄鐵、高溫合金的粗精加工、高速切削和重切削，其切削耐用度比硬質(zhì)合金刀具高幾倍至十幾倍氮化硅具有非常高的耐磨性，它比硬質(zhì)合金有更好的化學(xué)穩(wěn)定性，可在高速條件下切削加工并持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)問(wèn)，比用硬質(zhì)合金刀具平均提高效率3倍以上。它可以實(shí)現(xiàn)以車代磨、以銑代拋的高效“硬加工技術(shù)”及“干切削技術(shù)”，提高零件加工表面質(zhì)量。實(shí)現(xiàn)干式切削，對(duì)控制環(huán)境污染和降低制造成本有廣闊的應(yīng)用前景。金屬切削加工陶瓷刀具材料是很有前景的高速切削刀具材料，在生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。在德國(guó)約70％鑄件加工的工序是由陶瓷刀具完成的，日本陶瓷刀具的年消耗量占刀具總量的8％左右。因此，我國(guó)氮化硅陶瓷刀具發(fā)展空間很大。

納米氮化硅技術(shù)參數(shù)：

宣城晶瑞新材料 甘生18620162680，（微）。