氮化硅陶瓷材料
totyixiaoerguo
2013年06月05日 10:27:23
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  其特点是:  ①多晶材料,晶体结构属六方晶系。  ②氮化硅陶瓷外观呈灰白、蓝灰、灰黑色。  ③理论密度:3.19±0.1g/cm3,密度低。  ④高硬度,良好的耐磨性,低磨擦系数(自配磨0.02~0.07),自润滑性好。  ⑤耐高温,抗热震性较好。  ⑥具有较高的断裂韧性,抗冲击性能较好。  ⑦耐腐蚀性好,能耐所有酸(除氢氟酸以外)腐蚀,能抗弱碱腐蚀,对大多数强碱和熔盐不稳定。  ⑧与轴承钢相近的接触疲劳寿命,相似的疲劳剥落形式。

  其特点是:
  ①多晶材料,晶体结构属六方晶系。
  ②氮化硅陶瓷外观呈灰白、蓝灰、灰黑色。
  ③理论密度:3.19±0.1g/cm3,密度低。
  ④高硬度,良好的耐磨性,低磨擦系数(自配磨0.02~0.07),自润滑性好。
  ⑤耐高温,抗热震性较好。
  ⑥具有较高的断裂韧性,抗冲击性能较好。
  ⑦耐腐蚀性好,能耐所有酸(除氢氟酸以外)腐蚀,能抗弱碱腐蚀,对大多数强碱和熔盐不稳定。
  ⑧与轴承钢相近的接触疲劳寿命,相似的疲劳剥落形式。
  ⑨氮化硅粉末性能:
  粒度0.5~0.8μm,低的杂质含量和氧含量<2wt%,α相含量>90wt%。
  ⑩氮化硅粉末制造方法:
  A、硅粉直接氮化法3Si+2N2→Si3N4
  国内普遍采用的方法,需经球磨得到细粉,易引入杂质。
  B、硅亚胺分解法SiCl4+6NH3→Si(NH)2+4NH4Cl
  3Si(NH)2→Si3N4+N2+3H2
  粉末纯度高,细度细且均匀,制造成本高。
  C、碳热还原氮化法3SiO2+2N2+6C→Si3N4+6CO
  D、化学气相沉积法3SiCl4+4NH3→Si3N4+12HCl
  需激化诱导,粉末纯度高,细度细且均匀,制造成本极高。
  (11)致密氮化硅陶瓷制造方法:
  A、热压氮化硅(HP SN)
  方法:氮化硅混合粉末在石墨模具中,同时加热和但轴向加压,烧结温度1650~1850℃,压力15~30MPa,保温时间1~4h。特点:致密,基本达到理论密度(99~100%),制品形状简单,难于批量化生产,可制造滚子毛坯,成品价格昂贵。
  B、常压烧结氮化硅(S SN)
  方法:氮化硅混合粉末经模压或冷等静压成形,用烧结炉在N2气氛中烧结,温度1700~1800℃,时间几小时,压力0.1MPa(1atm)。
  特点:成本低,易于批量生产,相对密度95~99%,孔隙较多,不适宜制造轴承球。
  C、气氛压力烧结氮化硅(GSP SN)
  方法:氮化硅混合粉末经冷等静压成形,用气氛压力烧结炉在高压N2气氛中烧结,烧结温度1800℃,时间数小时,压力5~10MPa。
  特点:性能好,致密(相对密度97~99%),易于批量生产,国内普遍采用,可制造轴承球,成本较高。
  D、热等静压烧结氮化硅(HIP SN)
  方法:氮化硅混合粉经模压或冷等静压成形,S或GPS烧结后,用热等静压炉,Ar2或N2气做压力传递介质,在高温(1700~1999℃)高压(150~200MPa)下使氮化硅致密,使原已烧结过的RBSN、SSN、SRBSN进一步排除气孔。添加剂含量低。
  特点:性能优异,基本完全致密(99~100%),可批量生产,可制造高性能陶瓷轴承球,国外普遍采用,成本高。
  (12)小结
  陶瓷轴承滚动子:HP SN HIP SN
  陶瓷轴承球:GPS SN HIP SN
  一般用途的陶瓷球:S SN SRB SN

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