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氮化矽可以用在化工領域的產品有哪些?

氮化矽陶瓷具有高強度、耐高溫的特點。在陶瓷材料中,它具有最好的綜合力學性能,良好的抗熱震性、抗氧化性、耐磨性和耐腐蝕性。它是熱機部件陶瓷的第壹候選材料。在機械工業中,氮化矽陶瓷用作軸承滾珠、滾子、滾珠座圈、模具、新型陶瓷工具、泵柱塞、主軸密封材料等。在化學工業中,氮化矽陶瓷用作耐磨和耐腐蝕零件,如球閥、泵、燃燒汽化器、過濾器等。在冶金工業中,由於氮化矽陶瓷耐高溫,摩擦系數低,具有自潤滑性,對大多數金屬及合金溶液穩定,可用於制作加工金屬材料的工具和模具,如拉拔芯棒、擠壓和拉絲模具、軋輥、輸送輥、加熱夾具、熱電偶套管、金屬熱處理支架、坩堝等。

Si3N4重量輕,剛性高,可用於制造滾珠軸承。與金屬軸承相比,Si3N4具有更高的精度和更少的發熱,可以在高溫和腐蝕性介質中工作。Si3N4陶瓷制成的蒸汽噴嘴具有耐磨、耐熱的特點,在650℃鍋爐中使用數月後無明顯損傷。而其他耐熱耐腐蝕合金鋼噴嘴在同等條件下只能使用1-2個月。中科院上海矽酸鹽研究所和機電部上海內燃機研究所合作研制的Si3N4電熱塞,解決了柴油機冷啟動難的問題。這種電熱塞是柴油機最先進、最理想的點火裝置。日本原子能研究所和三菱重工成功開發了壹種新的原油泵。泵殼配有壹個由11 Si3N4陶瓷轉盤組成的轉子。由於泵采用熱膨脹系數小的Si3N4陶瓷轉子和精密空氣軸承,使其無需潤滑和冷卻介質即可正常運轉。如果將這種泵與渦輪分子泵等超真空泵相結合,就可以形成適用於核聚變反應堆或半導體加工設備的真空系統。

以上只是Si3N4陶瓷作為結構材料的幾個應用實例。相信隨著Si3N4粉體生產、成型、燒結和加工技術的提高,其性能和可靠性將不斷提高,Si3N4陶瓷將得到更加廣泛的應用。由於Si3N4原料純度的提高,Si3N4粉末成型技術和燒結技術的快速發展,以及應用領域的不斷擴大,Si3N4作為壹種工程結構陶瓷,在工業上發揮著越來越重要的作用。Si3N4陶瓷綜合性能優異,資源豐富,是壹種理想的高溫結構材料,具有廣闊的應用領域和市場。世界各國都在競相研發陶瓷材料,陶瓷材料具有耐磨、耐腐蝕、耐高溫、抗氧化、抗熱震、比重小等不可比擬的特性。它們能夠承受金屬或高分子材料無法勝任的惡劣工作環境,具有廣闊的應用前景。它們已成為繼金屬材料和高分子材料之後支撐21世紀支柱產業的關鍵基礎材料,成為最活躍的研究領域之壹。如今,世界各國都非常重視它的研究和開發。Si3N4陶瓷作為高溫結構陶瓷家族的重要成員之壹,具有比氧化物陶瓷、碳化物陶瓷等其他高溫結構陶瓷更好的力學性能、熱學性能和化學穩定性,因此被認為是高溫結構陶瓷中最有前途的材料。

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