氧化鋯陶瓷以及氧化鋁陶瓷在市場(chǎng)上較為常見(jiàn)，它們的優(yōu)勢都特別突出，與其類(lèi)似的工業(yè)陶瓷氮化硅陶瓷也具有一些獨特的優(yōu)點(diǎn)，接下來(lái)我們一起來(lái)了解下氮化硅陶瓷以及它在航空航天等方面的運用吧！
氮化硅陶瓷因具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨性能和獨特的電性能，而被應用于航天軍工、機械工程、通訊、電子、汽車(chē)、能源、化工生物等領(lǐng)域。
特別是在高溫結構陶瓷領(lǐng)域，氮化硅陶瓷是綜合性能最好，最有應用潛力和左右希望替代鎳基合金并在高溫領(lǐng)域獲得廣泛應用的新材料。
一、氮化硅的基本性能
氮化硅的詳細性能指標如下：
1、耐熱，在常壓下，Si3N4沒(méi)有熔點(diǎn)，于1870℃左右直接分解，可耐氧化到1400℃，實(shí)際使用達1200℃(超過(guò)1200℃力學(xué)強度會(huì )下降)。
2、熱膨脹系數?。?/font>2.8-3.2）×10-6/℃，導熱系數高，抗熱震，從室溫到1000℃熱沖擊不會(huì )開(kāi)裂。
3、摩擦系數?。?/font>0.1），有自潤滑性，（加油的金屬表面摩擦系數0.1-0.2）。
4、化學(xué)性質(zhì)穩定，耐腐蝕，除氫氟酸外不與其他其他無(wú)機酸反應，800℃干燥氣氛下不與氧發(fā)生反應，超過(guò)800℃，開(kāi)始在在表面生成氧化硅膜，隨著(zhù)溫度升高氧化硅膜逐漸變穩定，1000℃左右可與氧生成致密氧化硅膜?？杀３种?/font>1400℃基本穩定。
5、氮化硅硬度高，耐磨損，莫氏硬度僅次于金剛石、立方氮化硼、碳化硼、碳化硅，抗機械沖擊。
6、氮化硅是共價(jià)鍵化合物，很難致密，有時(shí)需外加助劑，密度約為3.4（不同成型方法致密度不一樣，熱壓成型致密度較高，鋼的密度約為7.85，鈦合金的密度約為4.5左右，單位均為g/cm3）。
7、脆性大，是大多數陶瓷材料的通病，可采用連續纖維增韌，增加其韌性。
氮化硅陶瓷圓管
氮化硅陶瓷在航天軍工領(lǐng)域中的運用：
航空制造是制造業(yè)中高新技術(shù)最集中的領(lǐng)域，屬于先進(jìn)制造技術(shù)，是新材料、新工藝和新技術(shù)的佼佼者。以飛機的渦輪發(fā)動(dòng)機為例，闡述航空制造中氮化硅的應用。
飛機渦輪發(fā)動(dòng)機
飛機渦輪發(fā)動(dòng)機
以飛機的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機為例，壓氣機零部件溫度在650℃以下，目前主要采用鈦合金、鋁合金及耐熱鋼。燃燒室燃燒區溫度高達1800-2000℃，引入氣流冷卻后，燃燒室壁溫仍然在900℃以上，常用高溫合金（鎳基及鈷基合金）板材制造，為防止燃氣沖刷、熱腐蝕和隔熱，常噴涂防護層，現采用彌散強化合金無(wú)需涂層可制備耐1200℃的燃燒室。
機構陶瓷氮化硅耐熱，可在1400℃時(shí)仍然有高的強度、剛度（但超過(guò)1200℃時(shí)力學(xué)強度會(huì )下降），但比較脆，使用連續纖維增強的增強陶瓷可應用于渦輪部件，特別是小發(fā)動(dòng)機的陶瓷葉片，渦輪外環(huán)和空氣軸承。此外，氮化硅陶瓷比密度小，密度僅為鋼軸承的41%，可有效降低飛機發(fā)動(dòng)機重量，減低油耗。
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本文“氮化硅陶瓷介紹以及其在航空航天方面的運用”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時(shí)間：2018-03-25 16:04:51
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