氮化硅陶瓷的應(yīng)用

      關(guān)于氮化硅的應(yīng)用，最早出現(xiàn)在上世紀(jì)50年代，是作為碳化硅和氧化物的粘結(jié)相應(yīng)用于耐火材料，隨后用于制造坩堝、熱電偶管、火箭噴嘴等。上世紀(jì)60年代，隨著對高溫性能優(yōu)良的新型材料需求的增加，氮化硅陶瓷的發(fā)展速度明顯升高。目前，氮化硅材料的開發(fā)正以陶瓷與電子工業(yè)為主，不斷向其它應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展。

1、氮化硅陶瓷軸承

       陶瓷軸承從1972年研制成以來，得到迅速發(fā)展。已在精密機(jī)床，汽車，航空發(fā)動機(jī)，化工儀器，超導(dǎo)裝置等領(lǐng)域得到較廣泛應(yīng)用。作為軸承材料考慮，最基本的特性是滾動疲勞壽命，為評價(jià)各種陶瓷軸承的適用性，用陶瓷平板進(jìn)行滾動壽命試驗(yàn)，其滾動壽命排序結(jié)果為：氧化鋁＜碳化硅＜氧化鋯＜氮化硅。由此可見，在上述四種常見工程結(jié)構(gòu)陶瓷中，Si3N4最適合用作軸承材料。

      氮化硅陶瓷材料應(yīng)用在風(fēng)電行業(yè)軸承中的情況主要分為兩類：氮化硅陶瓷軸承、氮化硅陶瓷滾動體與鋼制軸承底座制成的混合陶瓷軸承。氮化硅陶瓷軸承是指內(nèi)外圈、滾動體采用氮化硅陶瓷材料，保持器采用不銹鋼、尼龍、氧化鋯、氮化硅或特定鋁合金制成的軸承，其性能比混合陶瓷軸承佳。

2、航空航天領(lǐng)域

      航空航天領(lǐng)域里，對材料性能的要求十分苛刻，挑戰(zhàn)著傳統(tǒng)材料的極限。Si3N4因具有高溫強(qiáng)度、良好的斷裂韌性、高硬度、高介電強(qiáng)度、出色耐熱沖擊性和摩擦學(xué)性能，應(yīng)用于航空航天是一個很好的選擇，能確保優(yōu)異的機(jī)械可靠性和耐磨性?？捎糜诳刂菩l(wèi)星軌道的火箭燃燒室推進(jìn)器，對材料要求很苛刻。由于高溫燃燒能夠獲得更大的推進(jìn)力，所以不但要求其材料質(zhì)輕，且能夠承受高溫。

3、汽車發(fā)動機(jī)高溫部件

      汽車發(fā)動機(jī)用的Si3N4陶瓷部件包括：增壓器渦輪轉(zhuǎn)子，預(yù)熱燃燒室，搖臂鑲塊，噴射器連桿，氣門導(dǎo)管，陶瓷活塞頂，電熱塞等，尤其是難度最大的陶瓷轉(zhuǎn)子產(chǎn)品已進(jìn)入某些陶瓷發(fā)動機(jī)，小型渦輪轉(zhuǎn)子已進(jìn)入商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。

4、氮化硅陶瓷散熱基板

     電子行業(yè)中的散熱基板需要及時(shí)有效地將集成電路中各元器件的熱量排出，另外，基板需要具備足夠強(qiáng)的機(jī)械性能，以應(yīng)對溫度、壓力等條件十分苛刻的場合。氮化硅陶瓷的熱導(dǎo)率雖然比氮化鋁、氧化鈹?shù)?，但明顯高于一般的結(jié)構(gòu)陶瓷，基本能夠滿足基板的散熱需求；而且，氮化硅陶瓷的強(qiáng)度和斷裂韌性遠(yuǎn)高于其它的基板類陶瓷，是綜合性能十分優(yōu)越的散熱基板材料，已經(jīng)在高鐵、電動汽車的電控系統(tǒng)中得到實(shí)際應(yīng)用。

5、其他領(lǐng)域應(yīng)用

      氮化硅陶瓷由于具有優(yōu)良的耐高溫，耐腐蝕等性能，可用于化工耐腐蝕耐磨部件，半導(dǎo)體工業(yè)，包括國防工業(yè)用導(dǎo)彈天線罩，生物醫(yī)療用陶瓷材料，核電主泵用作密封環(huán)，多晶硅還原爐用氮化硅陶瓷環(huán)，隔熱盤罩，新開發(fā)的氮化硅陶瓷螺旋彈簧，不僅在1000℃溫度下可保持高強(qiáng)度，而且具有極強(qiáng)的耐腐蝕性，用于特殊閥門中。