氮化矽的特性
Silicon Nitride (Si₃N₄)
氮化矽陶瓷對熱、衝擊及撞擊皆具有高度抗性。卓越的耐熱性及抗衝擊性加之高強度，使得氮化矽成為高溫、高負載應用之優先選擇。氮化矽陶瓷的常見應用為半導體加工設備，一般工業機械，耐熱零件。
氮化矽是一種重要的結構陶瓷材料。它是一種超硬物質，本身具有潤滑性，並且耐磨損，為原子晶體；高溫時抗氧化。而且它還能抵抗冷熱衝擊，在空氣中加熱到1000°C以上，急劇冷卻再急劇加熱，也不會碎裂。正是由於氮化矽陶瓷具有如此優異的特性，人們常常利用它來製造軸承、氣輪機葉片、機械密封環、永久性模具等機械構件。如果用耐高溫而且不易傳熱的氮化矽陶瓷來製造發動機部件的受熱面，不僅可以提高柴油機品質，節省燃料，而且能夠提高熱效率。我國及美國、日本等國家都已研製出了這種柴油機。
氮化矽陶瓷的生產
氮化矽陶瓷的製備技術在過去幾年發展很快，生產技術主要集中在反應燒結法、熱壓燒結法和常壓燒結法、氣壓燒結法等類型，氮化矽生產的主要類型為氣壓燒結，氣壓燒結氮化矽是一種高性能科技陶瓷材料，它具有超高的硬度和出眾的抗熱衝擊性。在耐高溫方面，氮化矽遠優於其他陶瓷材料，同時它具備抗氧化性、強度大和高蠕變性等優異的性能。另外，氮化矽自身具備的低熱傳導率和高耐磨性使之能夠應用於最為嚴苛使用環境。抗酸堿腐蝕性方面，除氫氟酸外，它不與其他無機酸反應，抗腐蝕能力強，高溫時抗氧化。
氮化矽陶瓷的特點
除氫氟酸外，它不與其他無機酸反應（反應方程式：Si₃N₄ + 12HF = 3SiF4↑ + 4NH3↑），抗腐蝕能力強。
● 氮化矽陶瓷材料具有高溫強度好，耐熱衝擊性非常好的精密陶瓷材料。
● 優良的機械強度與耐高溫性。
● 熱膨脹係數小，耐熱衝擊性較好。
● 化學性能穩定，耐磨耗，耐腐蝕性優良。
● 酸性氣體環境中高溫加熱到1200度仍可安定使用。
氮化矽的應用
氮化矽用做高級耐火材料，如與SIC結合作Si₃N₄-SIC耐火材料用於高爐爐身等部位；如與BN結合作Si₃N₄-BN材料，用於水準連鑄分離環。Si₃N₄-BN系水準連鑄分離環是一種細結構陶瓷材料，結構均勻，具有高的機械強度。耐熱衝擊性好，又不會被鋼液濕潤，符合連鑄的工藝技術要求。
氮化矽陶瓷的主要性能數據
| 材料 | - | Si₃N₄ |
|---|---|---|
| 燒結方式 | - | Gas Pressure Sintered |
| 密度 | g/cm³ | 3.22 |
| 顏色 | - | Dark Grey |
| 吸水率 | % | 0 |
| 楊氏模量 | Gpa | 290 |
| 維氏硬度 | Gpa | 18 – 20 |
| 抗壓強度 | Mpa | 2200 |
| 抗彎強度 | Mpa | 650 |
| 熱導率 | W/m.K | 25 |
| 抗熱衝擊性 | Δ (°C) | 450 - 650 |
| 最高使用溫度 | °C | 1200 |
| 體積電阻率 | Ω·cm | > 10^14 |
| 介電常數 | - | 8.20 |
| 介電強度 | kV/mm | 16 |
* Tests under room temperature environment;
* The above information is offered for comparison only. Exact
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