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氮化硅陶瓷用什么烧结设备
上海全硕电炉有限公司 2023-09-11 点击339次
上海全硕电炉有限公司 2023-09-11 点击339次
氮化硅（Si3N4）是一种高熔点的陶瓷材料，具有极高的硬度和化学惰性。尤其是热压氮化硅，是世界上最坚硬的物质之一。
氮化硅陶瓷热膨胀系数低、导热率高，故其耐热冲击性极佳。在不太高的温度下，氮化硅具有较高的强度和抗冲击性。但在1200℃以上使用会随使用时间的增长而出现破损，使其强度降低。
氮化硅陶瓷的性能：
机械性能：
| 项目 | 单位 | 气压氮化硅 | 热压氮化硅 |
|---|---|---|---|
| 颜色 | —— | 灰色或黑色 | 一般为黑色 |
| 密度 | g/cm³ | 3.15~3.25 | 3.2~3.3 |
| 硬度 | GPa | 15 | 16 |
| 抗压强度 | MPa | 2500 | 3000 |
| 抗弯强度 | MPa | 700 | 900 |
| 断裂韧性 | MPa・M^1/2 | 5~7 | 6~8 |
| 杨氏模量 | GPa | 300 | 300 |
| 泊松比 | —— | 0.25 | 0.28 |
热学性能：
| 项目 | 单位 | 气压氮化硅 | 热压氮化硅 |
|---|---|---|---|
| 最高使用温度 | ℃（无机械负载时） | 1100 | 1300 |
| 热导率（20℃） | W/(m・K) | 15~20 | 20~25 |
| 热膨胀系数(40℃~400℃) | x10^-6/℃ | 3.0 | 3.1 |
| 比热 | J/(kg・K) | 660 | 650 |
| 抗热震性 | ℃（放入水中） | 550 | 800 |
电学性能：
| 项目 | 单位 | 气压氮化硅 | 热压氮化硅 |
|---|---|---|---|
| 介电常数 | 1MHz | 6~8 | 8 |
| 介电强度（6.35mm） | ac-kV/mm | 15 | 17 |
| 体积电阻@20℃ | Ω・cm | ＞10^14 | ＞10^14 |
| 体积电阻@500℃ | Ω・cm | ＞10^10 |
常见的氮化硅成型工艺：
气压氮化硅陶瓷：
气压烧结氮化硅陶瓷，这是生产高强度和复杂几何形状氮化硅部件的最流行方法。气压烧结方法使用已与烧结助剂混合的氮化硅粉末以促进液相烧结（通常为氧化钇、氧化镁和/或氧化铝），以及粘合剂以提高生坯陶瓷体的机械强度。粉末被压制成所需的形状，然后进行生坯加工。然后将压块放入具有加压氮气氛的炉子中，以帮助致密化并防止硅、氮和添加剂的蒸发和分解。
全硕生产-真空气压炉-气压9.8Mpa-最高温度1900℃
热压氮化硅陶瓷：
热压烧结氮化硅陶瓷是通过单轴压制氮化硅粉末和烧结添加剂同时加热生产的。这个过程需要特殊类型的压力机和模具。它生产出具有优异机械性能的氮化硅。然而，这种成型方式只能生产简单的形状，如板或棒。通过热压氮化硅，可以实现产品几乎为零的孔隙率。这导致即使在高温应用中也具有出色的机械性能和耐腐蚀性。
全硕生产-真空热压炉-压力200T-最高温度2200℃