非氧化物陶瓷.ppt

第五章非氧化物陶瓷第一节概述第二节氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷等代替合金钢制造陶瓷发动机，其工作温度可达1300℃～1500℃。1998年，美国军方曾做过一次有趣的实验：在演习场200米跑道的起跑线上，停放着两辆坦克，一辆装有500马力的钢质发动机，而另一辆装有同样马力的陶瓷发动机。陶瓷发动机果然身手不凡，那辆坦克仅用了19秒钟就首先到达终点，而钢质发动机坦克在充分预热运转后，用了26秒才跑完全程。陶瓷发动机的热效率高，不仅可节省30％的热能，而且工作功率比钢质发动机提高45％以上。另外，陶瓷发动机无需水冷系统，其密度也只有钢的一半左右，这对减小发动机自身重量也有重要意义。三、粉体制备超细粉体制备利用硅的氮化反应的反应烧结法及加入添加剂的致密化烧结法。实现常压烧结，须具备常压烧结氮化硅的一般工艺是采用高α相的氮化硅粉（α－Si3N4占80%以上），添加氧化铝2~10%，氧化钇3%左右，经研磨后充分混合，颗粒度在10um以下，成型后在氮气氛中烧结，升温速率在15~20℃/min，烧结温度为1600~1800℃，保温时间为0.5~3h，压力保持在接近大气压范围内，可获得相对密度95%左右的烧结体，烧结成的制品有15~25%的线收缩。常压烧结氮化硅陶瓷的抗折强度在400~600MPa，但其使用温度高时，坯体内玻璃质晶界相的粘度下降而产生流动，以致晶粒间可以相互滑移，使高温强度下降，所以要尽量减少添加剂的加入量，限制晶界玻璃相的含量。2.热压烧结热压烧结工艺能在较短的时间、较低的温度下获得相对密度较高的氮化硅烧结体。一般热压氮化硅的相对密度可达到98%以上。然而，热压氮化硅在烧结过程中主要受轴向外力的作用，坯件的致密程度和晶体的生长都带有一定方向性，以致性能上产生各向异性，如机械强度会有20~25%的差异，对实际应用有所影响。热压氮化硅生产效率较低，普通热压炉一次一般只能生产一块片状坯体，大批量生产较困难，且产品形状受一定的限制，不能生产复杂件。3.热等静压烧结第三节赛龙（sialon）陶瓷Sialon1700℃状态图性能与应用制备技术第四节AlN陶瓷制备第五节BN陶瓷三、制备工艺四、烧结六、制备七、烧结第六节TiN陶瓷二、性能与特点四、烧结纤锌矿型结构，六方晶系α---碳化硅二、性能与应用2，硬度高，耐磨性能好C>BN>BC>SiC3，SiC宽能带隙半导体性，少量杂质的引入会表现出良好的导电性。4，负温度系数并且在1000—1500度范围内变化不大碳化硅的最大特点是高温强度高，有很好的耐磨损、耐腐蚀、抗蠕变性能，其热传导能力很强，仅次于氧化铍陶瓷。碳化硅陶瓷用于制造火箭喷嘴、浇注金属的喉管、热电偶套管、炉管、燃气轮机叶片及轴承，泵的密封圈、拉丝成型模具等。三、制备工艺如就烧结密度和抗弯强度来说，热压烧结和热等静压烧结SiC陶瓷相对较大，反应烧结SiC相对较低。无压烧结、热压烧结和反应烧结SiC陶瓷对强酸、强碱具有良好的抵抗力，但反应烧结SiC陶瓷对HF等超强酸的抗蚀性较差。耐高温性能：当温度低于900℃时，几乎所有SiC陶瓷强度均有所提高；当温度超过1400℃时，反应烧结SiC陶瓷抗弯强度急剧下降。（这是由于烧结体中含有一定量的游离Si，当超过一定温度抗弯强度急剧下降所致）对于无压烧结和热等静压烧结的SiC陶瓷，其耐高温性能主要受添加剂种类的影响。