納米氮化硅特性及應用

納米氮化硅VK-SN100、粉通過特殊工藝方法制備，純度高，粒徑小，分布均勻，比表面積大，表面活性高，松裝密度低，紫外線反射率為95%以上和吸收紅外波段的吸收率在97%以上，器件的成瓷溫度低，尺寸穩定性好，機械強度高，耐化學腐蝕性能好。 

一、Si3N4（VK-SN100）的特性

二、氮化硅的詳細性能指標如下：

1、耐熱，在常壓下，Si3N4沒有熔點，于1870℃左右直接分解，可耐氧化到1400℃，實際使用達1200℃(超過1200℃力學強度會下降)。

2、熱膨脹系數?。?/span>2.8-3.2）×10-6/℃，導熱系數高，抗熱震，從室溫到1000℃熱沖擊不會開裂。

3、摩擦系數?。?/span>0.1），有自潤滑性，（加油的金屬表面摩擦系數0.1-0.2）。

4、化學性質穩定，耐腐蝕，除氫氟酸外不與其他其他無機酸反應，800℃干燥氣氛下不與氧發生反應，超過800℃，開始在在表面生成氧化硅膜，隨著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?400℃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、韌性大，可采用氮化硅纖維增韌，使其高溫強度穩定。

Si3N4（VK-SN100）的應用領域

1、航天軍工領域航空制造是制造業中高新技術最集中的領域，屬于先進制造技術，是新材料、新工藝和新技術的佼佼者。以飛機的渦輪發動機為例，闡述航空制造中氮化硅的應用。飛機渦流發動機以飛機的渦輪噴氣發動機為例，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℃時仍然有高的強度、剛度（但超過1200℃時力學強度會下降），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，特別是小發動機的陶瓷葉片，渦輪外環和空氣軸承。此外，氮化硅陶瓷比密度小，密度僅為鋼軸承的41%，可有效降低飛機發動機重量，減低油耗。

2、機械工程領域氮化硅陶瓷摩擦系數小，有自潤滑性，強度高，熱膨脹系數小，體積受溫度變化小，有效防止球/密封環卡死，可制成軸承滾珠及機械密封環。氮化硅強度大，可用于軸承制造，可承受嚴酷的工作環境，工作壽命也高于一般軸承，但制作成本也比較高。傳統的閥門是金屬材料，由于受金屬材料自身限制，金屬的腐蝕破壞對閥門耐磨性、可靠性、使用壽命具有相當大的影響；一些應用于石油工業的金屬閥門易受到化學腐蝕，失去工作能力。而氮化硅陶瓷優良的耐腐蝕性、耐磨性、抗高溫性，能夠勝任這一領域。氮化硅具有耐磨，耐熱性，用作蒸汽噴嘴，在800℃的鍋爐工作半年后無明顯損壞。其他耐熱蝕合金噴嘴在同樣條件下只能使用1-2個月。另外氮化硅材料制作的粉碎刀片在食品加工也廣泛應用，可最大限度的減少雜質污染食品，刀片耐用性也比較好。

3、超細研磨領域氮化硅硬度高，硬度僅次于金剛石，立方氮化硼。因其消耗非常低，降低了研磨介質的磨損及對研磨材料的污染，有利于獲取更高純度的超細粉體。氮化硅研磨球據說氮化硅24小時的磨耗只有百萬分之一，這種說法雖然有待考核，但據在一線人員處了解到的信息，氮化硅的磨損的確是驚人的低的。

4、高端手表“永不磨損”的瑞士雷達表真系列（True Open Heart）的表殼采用氮化硅陶瓷，表鏡采用藍寶石，該系列腕表限量發行500枚。雷達表效果圖總而言之，氮化硅陶瓷是工業技術特別是尖端技術中不可缺少的關鍵材料。

5、汽車內燃機材質目前汽車內燃機耐熱部位制造材料為鎳基耐熱材料，工作溫度在1000℃左右。若采用陶瓷材料，則可以將工作溫度提高到1300℃，使發動機效率提高30%左右。陶瓷具有較高的高溫強度和熱傳導性，可延長發動機的使用壽命。汽車內燃機目前內燃機使用的陶瓷材料有：氧化物基陶瓷、碳化物基陶瓷及氮化物基陶瓷（氮化硅），阻礙陶瓷發動機實用化的主要障礙是陶瓷的脆性和由此導致的低可靠性。若能解決這個問題，將會給人類社會的發展提供強大的推動力。

6、柴油機電熱塞（預熱塞）在嚴寒時期柴油發動機冷卻時，電熱塞為提升啟動性能提供熱能。同時，要求電熱塞具有快速升溫和持久保持高溫狀態的特性。氮化硅電熱塞氮化硅陶瓷電熱塞升溫至1000℃時間（2s）比金屬電熱塞(3s)快，氮化硅工作溫度（約1200℃）比金屬電熱塞工作溫度（約1000℃）高。除此之外氮化硅還可以做發熱體，廣泛應用于直熱及貯水式、節能快熱式電熱水器，快熱式液體加熱、電暖、冷熱飲機、空調加熱器，直熱水龍頭、恒溫器、蒸氣發生器等家用、工業、商務用電熱器行業。

7、冶金領域利用氮化硅陶瓷材料的化學穩定性好及其優異的機械性能，氮化硅此阿里哦在冶金領域得到廣泛的應用。氮化硅具有優異的熱氧穩定性，抗熱氧化溫度可達1400℃，使用溫度達1200℃。在中性或者還原氣氛中使用溫度可達1800℃。此外氮化硅熱膨脹性小，可用于極冷急熱的工況環境。

8、高性能機床切削刀具在現代化加工過程中，提高加工效率的最有效方法是采用高速切削加工技術。氮化硅刀具特別適合于鑄鐵、高溫合金的粗精加工、高速切削和重切削，其切削耐用度比硬質合金刀具高幾倍至十幾倍氮化硅具有非常高的耐磨性，它比硬質合金有更好的化學穩定性，可在高速條件下切削加工并持續較長時問，比用硬質合金刀具平均提高效率3倍以上。它可以實現以車代磨、以銑代拋的高效“硬加工技術”及“干切削技術”，提高零件加工表面質量。實現干式切削，對控制環境污染和降低制造成本有廣闊的應用前景。金屬切削加工陶瓷刀具材料是很有前景的高速切削刀具材料，在生產中有廣泛的應用。在德國約70％鑄件加工的工序是由陶瓷刀具完成的，日本陶瓷刀具的年消耗量占刀具總量的8％左右。因此，我國氮化硅陶瓷刀具發展空間很大。

納米氮化硅技術參數：

宣城晶瑞新材料 甘生18620162680，（微）。