氮化硅陶瓷的應用

      關于氮化硅的應用，最早出現在上世紀50年代，是作為碳化硅和氧化物的粘結相應用于耐火材料，隨后用于制造坩堝、熱電偶管、火箭噴嘴等。上世紀60年代，隨著對高溫性能優良的新型材料需求的增加，氮化硅陶瓷的發展速度明顯升高。目前，氮化硅材料的開發正以陶瓷與電子工業為主，不斷向其它應用領域擴展。

1、氮化硅陶瓷軸承

       陶瓷軸承從1972年研制成以來，得到迅速發展。已在精密機床，汽車，航空發動機，化工儀器，超導裝置等領域得到較廣泛應用。作為軸承材料考慮，最基本的特性是滾動疲勞壽命，為評價各種陶瓷軸承的適用性，用陶瓷平板進行滾動壽命試驗，其滾動壽命排序結果為：氧化鋁＜碳化硅＜氧化鋯＜氮化硅。由此可見，在上述四種常見工程結構陶瓷中，Si3N4最適合用作軸承材料。

      氮化硅陶瓷材料應用在風電行業軸承中的情況主要分為兩類：氮化硅陶瓷軸承、氮化硅陶瓷滾動體與鋼制軸承底座制成的混合陶瓷軸承。氮化硅陶瓷軸承是指內外圈、滾動體采用氮化硅陶瓷材料，保持器采用不銹鋼、尼龍、氧化鋯、氮化硅或特定鋁合金制成的軸承，其性能比混合陶瓷軸承佳。

2、航空航天領域

      航空航天領域里，對材料性能的要求十分苛刻，挑戰著傳統材料的極限。Si3N4因具有高溫強度、良好的斷裂韌性、高硬度、高介電強度、出色耐熱沖擊性和摩擦學性能，應用于航空航天是一個很好的選擇，能確保優異的機械可靠性和耐磨性?？捎糜诳刂菩l星軌道的火箭燃燒室推進器，對材料要求很苛刻。由于高溫燃燒能夠獲得更大的推進力，所以不但要求其材料質輕，且能夠承受高溫。

3、汽車發動機高溫部件

      汽車發動機用的Si3N4陶瓷部件包括：增壓器渦輪轉子，預熱燃燒室，搖臂鑲塊，噴射器連桿，氣門導管，陶瓷活塞頂，電熱塞等，尤其是難度最大的陶瓷轉子產品已進入某些陶瓷發動機，小型渦輪轉子已進入商業化規模生產。

4、氮化硅陶瓷散熱基板

     電子行業中的散熱基板需要及時有效地將集成電路中各元器件的熱量排出，另外，基板需要具備足夠強的機械性能，以應對溫度、壓力等條件十分苛刻的場合。氮化硅陶瓷的熱導率雖然比氮化鋁、氧化鈹低，但明顯高于一般的結構陶瓷，基本能夠滿足基板的散熱需求；而且，氮化硅陶瓷的強度和斷裂韌性遠高于其它的基板類陶瓷，是綜合性能十分優越的散熱基板材料，已經在高鐵、電動汽車的電控系統中得到實際應用。

5、其他領域應用

      氮化硅陶瓷由于具有優良的耐高溫，耐腐蝕等性能，可用于化工耐腐蝕耐磨部件，半導體工業，包括國防工業用導彈天線罩，生物醫療用陶瓷材料，核電主泵用作密封環，多晶硅還原爐用氮化硅陶瓷環，隔熱盤罩，新開發的氮化硅陶瓷螺旋彈簧，不僅在1000℃溫度下可保持高強度，而且具有極強的耐腐蝕性，用于特殊閥門中。