氮化硅(Si3N4)陶瓷 |
项目 | 反应烧结 | 常压烧结 | 热压烧结 | 重烧结 |
密度, g/cm3 | 2.7~2.8 | 3.2~3.26 | 3.2~3.4 | 3.2~3.26 |
抗弯强度, MPa | 250~400 | 600~800 | 900~1200 | 600~700 |
硬度,HRA | 83~85 | 91~92 | 92~93 | 90~92 |
弹性模量,GPa | 160~200 | 290~320 | 300~320 | 270~300 |
韦伯系数,m | 15~20 | 10~18 | 15~20 | 20~30 |
断裂韧性,MPam1/2 | 2.5~3.0 | 4.5~5.5 | 5.5~6.0 | 6.5~7.5 |
线膨胀系数,10-6℃-1 | 2.7(室温-1400℃) | 3.2(室温-1000℃) | 2.95~3.5(室温-1400℃) | 3.5~3.6(室温-1400℃) |
热导率,W/m·K | 17 | 20~25 | 30 | ~ |
抗热震性参数????T,°C | 300 | 600 | 600~800 | ~ |
反应烧结氮化硅是将硅粉按照产品形状成型后,在氮化炉中进行氮化,产品有20%左右的气孔率,密度不高,强度不大;反应烧结氮化硅可以制造形状很复杂的产品,不需要昂贵的机械加工。反应烧结氮化硅致密度不高,密度在2-2.7g/cm3,性能指标相对于常压烧结氮化硅和热压烧结氮化硅等有一定差距,适用于一般场合应用氮化硅本征特性的零部件。
热压烧结氮化硅是在热压炉内完成烧结,温度1700-1800℃,保护气氛,压力20-30MPa,热压烧结氮化硅致密度高,密度3.2g/cm3,气孔率低,性能指标相比反应烧结氮化硅有很大的提高,但是受烧结模具的限制,只能制备形状简单的产品,复杂形状的零部件需要后续精密加工。
常压烧结氮化硅一般采用液相烧结,加入适当的添加剂,在氮气保护气氛下烧结,致密度较高,相比热压烧结可以成型一些复杂的形状,工业化生产中普遍使用的一种材料,致密度较高,密度3.2g/cm3,可以批量制备形状复杂的精密零部件。
重烧结氮化硅是将含有添加剂的反应烧结氮化硅在一定氮气压力、较高温度下再次烧结,致密化,也称为二次反应烧结氮化硅,重烧结氮化硅性能指标较反应烧结氮化硅提高不少,可接近热压烧结氮化硅,致密度和收缩率之间线性关系好,可以控制相应的尺寸精度。
热等静压烧结氮化硅是在高温高压下对氮化硅进行均匀烧结,性能最好,致密度很高,最高可达到近乎理论密度,但是热等静压烧结成本较高,一般应用在要求很高的精密零部件。
