Si3N4陶瓷材料作為一種優(yōu)異的高溫工程材料

Si3N4 陶瓷材料作為一種優(yōu)異的高溫工程材料，能發(fā)揮優(yōu)勢的是其在高溫領(lǐng)域中的應(yīng)用。1、氮化硅結(jié)合碳化硅制品，質(zhì)地堅(jiān)硬，莫氏硬度約為9，在非金屬材料中屬于硬度材料，僅次于金剛石。Si3N4 今后的發(fā)展方向是：⑴充分發(fā)揮和利用Si3N4 本身所具有的優(yōu)異特性；⑵在Si3N4 粉末燒結(jié)時(shí)，開發(fā)一些新的助熔劑，研究和控制現(xiàn)有助熔劑的成分；⑶改善制粉、成型和燒結(jié)工藝； ⑷研制Si3N4 與SiC等材料的復(fù)合化，以便制取更多的復(fù)合材料。它耐高溫，強(qiáng)度一直可以維持到1200℃的高溫而不下降，受熱后不會(huì)熔成融體，一直到1900℃才會(huì)分解，并有驚人的耐化學(xué)腐蝕性能，能耐幾乎所有的無機(jī)酸和30%以下的溶液，也能耐很多有機(jī)酸的腐蝕；同時(shí)又是一種電絕緣材料。

氮化硅結(jié)合碳化硅磚的結(jié)構(gòu)特征

氮化硅結(jié)合碳化硅磚是以高純SiC為骨料，添加硅粉等外加劑，依據(jù)原位生成理論，在氮化爐中燒制而成。它耐高溫，強(qiáng)度一直可以維持到1200℃的高溫而不下降，受熱后不會(huì)熔成融體，一直到1900℃才會(huì)分解，并有驚人的耐化學(xué)腐蝕性能，能耐幾乎所有的無機(jī)酸和30%以下的溶液，也能耐很多有機(jī)酸的腐蝕。該產(chǎn)品具有強(qiáng)度高、高溫耐磨性好、熱傳導(dǎo)率高、熱膨脹系數(shù)小、熱震穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。 其結(jié)構(gòu)特征是：SiC大顆粒為基質(zhì)所包圍，基質(zhì)部分由粒狀SiC和原位生成的纖維狀Si3N4所組成，Si3N4纖維交織成三維空間網(wǎng)絡(luò)，將SiC小顆粒包圍起來，并與SiC大顆粒形成牢固的機(jī)械結(jié)合。根據(jù)要求配以各種結(jié)合劑,經(jīng)高壓成型，制品具有良好的熱穩(wěn)定性和較高的導(dǎo)熱系數(shù),且耐腐蝕性好,是工業(yè)窯爐理想的節(jié)能材料，該產(chǎn)品具有高溫耐磨性好、膨脹系數(shù)小、熱震穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。適用于氣化爐氣體出口處，特別要求熱震穩(wěn)定性良好。 本產(chǎn)品用于鋁電解槽可減薄工作層，擴(kuò)大電解槽的容積，具有高的導(dǎo)熱性能、性能和抗冰晶石侵蝕性能，對(duì)高功率鋁電解槽尤為適用。該產(chǎn)品已在焦作萬方鋁業(yè)、貴陽鋁業(yè)、中孚鋁業(yè)、包頭鋁業(yè)等多家企業(yè)的大型電解槽中使用，并出口力拓加拿大鋁業(yè)、俄羅斯鋁業(yè)、巴林鋁業(yè)等，深得用戶好評(píng)。

如果要在半導(dǎo)體基材上沉積氮化硅，有兩種方法可供使用：

利用低壓化學(xué)氣相沉積技術(shù)在相對(duì)較高的溫度下利用垂直或水平管式爐進(jìn)行。

等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)在溫度相對(duì)較低的真空條件下進(jìn)行。

氮化硅的晶胞參數(shù)與單質(zhì)硅不同。因此根據(jù)沉積方法的不同，生成的氮化硅薄膜會(huì)有產(chǎn)生張力或應(yīng)力。特別是當(dāng)使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積技術(shù)時(shí)，能通過調(diào)節(jié)沉積參數(shù)來減少張力。

先利用溶膠凝膠法制備出二氧化硅，然后同時(shí)利用碳熱還原法和氮化對(duì)其中包含特細(xì)碳粒子的硅膠進(jìn)行處理后得到氮化硅納米線。硅膠中的特細(xì)碳粒子是由葡萄糖在1200-1350℃分解產(chǎn)生的。

由氮化硅廠家提供的氮化硅呈淺灰白色，是在特定氣氛溫度下的生成的新型材料。氮化硅在鋼鐵冶煉、耐火材料、等方面有非常好的應(yīng)用，耐磨橡膠、塑料、陶瓷等常溫及高溫密封磨料方面也有廣泛的應(yīng)用。氮化硅是具有良好的耐腐蝕性能、導(dǎo)熱性、耐熱沖擊和耐磨損性能。可在于1800攝氏度以下的溫度使用。氮化硅具有優(yōu)良的分裂耐力性，十分穩(wěn)定的化學(xué)成份和導(dǎo)熱性。具有膨脹系數(shù)小、熱導(dǎo)率大及強(qiáng)度大優(yōu)點(diǎn)。四是高溫耐氧化性好。然后在1350℃～1450℃的高溫爐中進(jìn)行二次氮化，反應(yīng)成氮化硅。