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2018/06/19198 作者:佚名
导读: 物理性质 相对分子质量140.28。灰色、白色或灰白色。属高温难溶化合物,无熔点,抗高温蠕变能力强,不含粘结剂的反应烧结氮化硅负荷软化点在1800℃以上;六方晶系。晶体呈六面体。反应烧结法制得的Si3N4密度为1.8~2.7g/cm3,热压法制得Si3N4密度为3.12~3.22g/cm3。莫氏硬度9~9.5,维氏硬度约为2200,显微硬度为32630MPa。熔点1900℃(加压下

物理性质

相对分子质量140.28。灰色、白色或灰白色。属高温难溶化合物,无熔点,抗高温蠕变能力强,不含粘结剂的反应烧结氮化硅负荷软化点在1800℃以上;六方晶系。晶体呈六面体。反应烧结法制得的Si3N4密度为1.8~2.7g/cm3,热压法制得Si3N4密度为3.12~3.22g/cm3。莫氏硬度9~9.5,维氏硬度约为2200,显微硬度为32630MPa。熔点1900℃(加压下)。通常在常压下1900℃左右分解。比热容0.71J/(g·K)。生成热为-751.57kJ/mol。热导率为(2-155)W/(m·K)。线膨胀系数为2.8~3.2×10-6/℃(20~1000℃)。不溶于水。溶于氢氟酸。在空气中开始氧化的温度1300~1400℃。比体积电阻,20℃时为1.4×105 ·m,500℃时为4×108 ·m。弹性模量为28420~46060MPa。耐压强度为490MPa(反应烧结的)。1285℃时与二氮化二钙反应生成二氮硅化钙,600℃时使过渡金属还原,放出氮氧化物。抗弯强度为147MPa。可由硅粉在氮气中加热或卤化硅与氨反应而制得。电阻率在1015-1016Ω.cm。可用作高温陶瓷原料。

生产方法

氮化硅陶瓷制品的生产方法有两种,即反应烧结法和热压烧结法。反应烧结法是将硅粉或硅粉与氮化硅粉的混合料按一般陶瓷制品生产方法成型。然后在氮化炉内,在1150~1200℃预氮化,获得一定强度后,可在机床上进行机械加工,接着在1350~1450℃进一步氮化18~36h,直到全部变为氮化硅为止。这样制得的产品尺寸精确,体积稳定。热压烧结法则是将氮化硅粉与少量添加剂(如MgO、Al2O3、MgF2、AlF3或Fe2O3等),在19.6MPa以上的压力和1600~1700℃条件下压热成型烧结。通常热压烧结法制得的产品比反应烧结制得的产品密度高,性能好。附表1中列出了这两种方法生产的氮化硅陶瓷的性能。

其他应用

氮化硅陶瓷材料具有热稳定性高、抗氧化能力强以及产品尺寸精确度高等优良性能。由于氮化硅是键强高的共价化合物,并在空气中能形成氧化物保护膜,所以还具有良好的化学稳定性,1200℃以下不被氧化,1200~1600℃生成保护膜可防止进一步氧化,并且不被铝、铅、锡、银、黄铜、镍等很多种熔融金属或合金所浸润或腐蚀,但能被镁、镍铬合金、不锈钢等熔液所腐蚀。

氮化硅陶瓷材料可用于高温工程的部件,冶金工业等方面的高级耐火材料,化工工业中抗腐蚀部件和密封部件,机械加工工业的刀具和刃具等。

由于氮化硅与碳化硅、氧化铝、二氧化钍、氮化硼等能形成很强的结合,所以可用作结合材料,以不同配比进行改性。

此外,氮化硅还能应用到太阳能电池中。用PECVD法镀氮化硅膜后,不但能作为减反射膜可减小入射光的反射,而且,在氮化硅薄膜的沉积过程中,反应产物氢原子进入氮化硅薄膜以及硅片内,起到了钝化缺陷的作用。这里的氮化硅氮硅原子数目比并不是严格的4:3,而是根据工艺条件的不同而在一定范围内波动,不同的原子比例对应的薄膜的物理性质有所不同。

用于超高温燃气透平,飞机引擎,电炉等。

结构

正八面体的两个顶是Si,四个N就是八面体的中间平面的4个点,然后以这四个N产生的平面的中心,就是最后第三个Si了。一定要确认每个Si都连着四个N,每个N都连着3个硅,N-N之间没有连接

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