氮化硅陶瓷的应用在哪些方面呢

       氮化硅陶瓷的应用初期主要用在机械、 冶金、 化工、 航空、 半导体、 医学等工业上某些设备或产品的零部件， 取得了很好的预期效果。 近年来， 随着制造工艺和测试分析技术的发展， 氮化硅陶瓷制品的可靠性不断提高， 因此应用面在不断扩大。 特别值得赞赏的是，正在研制氮化硅陶瓷发动机， 并且已经取得了很大的进展， 这在科学技术上成为举世瞩目的大事。 有关应用的主要内容有：

       1、 氮化硅在冶金工业中的应用

     （1） 烧结氮化硅， 其线膨胀系数较低，因此它有良好的抗热震性能，仅次于石英和微晶玻璃；

     （2） 氮化硅的摩擦系数小并且具有自润滑性，它具有优良的耐磨饰性，成为出色的耐磨材料；

     （3） 氮化硅具有较高的机械强度，它的高温蠕变小；

     （4） 具有优良的电绝缘性；

     （5） 氮化硅具有优良的化学性能，能耐除氢氟酸以外的所有无机酸和某些碱的腐蚀。

       2、 氮化硅在化工工业中的应用

     （1） 在炼铝、 铜、 锌等行业中的应用

       在铸铝连轧生产线和炼铝、 熔铝作业中， 氮化硅陶瓷可作为测温热电偶套管， 还可以作炼铝熔炼炉炉衬、 盛铝液的“包子” 内衬、 坩埚等， 甚至输送铝液的泵、 管道、 阀门、 铸铝的模具， 全都可用氮化硅做成。

     （2） 在炼钢及轧钢行业

       氮化硅作为耐火材料在炼钢行业中最重要的用途是作为水平连铸的分离环。 在水平连铸中，分离环把钢液流分成熔融钢液区和钢液开始凝固区，起着分离钢的液固界面的作用， 对保持稳定的钢液凝固起点和铸坯质量起着极大的作用。

     （3） 在炼铁行业中的应用

       近年来，高炉用氮化硅及塞隆结合碳化硅制品有很快的发展。国内已有约 61%的高炉采用它， 特别是炉缸直径为 12～15m 的大型高炉采用它的已有 68%。 实验表明，氮化硅抗渣蚀性和抗氧化性良好。

     （4） 在金属热处理行业的应用

       用氮化硅陶瓷做成心轴套住要处理的齿轮，在感应炉内于45s 从室温加热至900℃，然后带齿轮清油淬火，周而复始，每周操作5000次，连续使用一年多，氮化硅陶瓷心轴仅有轻微的磨损。 氮化硅陶瓷在真空热处理中作为工件的夹具和发热体的钩等都是很合适的， 因为它具有耐高温和高温下尺寸稳定。

     （5） 用于多孔陶瓷的制备

       多孔氮化硅陶瓷兼具氮化硅陶瓷与多孔材料的性质，既具有氮化硅陶瓷的强度高、韧性好、 抗蠕变性好、结构稳定性好、 抗雨蚀、抗热冲击性能优良等优点，也具有多孔材料密度小，介电常数和介电损耗小等特性。因此，多孔氮化硅可以应用于航天领域，作为在恶劣环境下使用的天线罩材料。 用氮化硅陶瓷制造的雷达天线罩可以在 6～7Ma 的高速飞行器使用，其强度高、 抗热震性和抗雨蚀性好。

       3、 在机械领域中的应用

       （1） 用于汽车发动机节能减排

       汽车的陶瓷材料是采用高纯超细的氧化物、 氮化物、 硼化物等原料， 经过预处理、破碎、 磨粉、 混合、 成形、 干燥、 烧结等特殊工艺而得到的结构精细的无机非金属材料。 它具有高强度、 高耐热性、 抗蚀性、 高硬度、 高耐磨性、 密度小、 变形小、抗热冲击等一系列优点， 特别是抗拉强度和弯曲强度可与金属相比。 氮化硅属于结构陶瓷， 结构陶瓷的质量是铁的一半， 节能效果非常显著， 同时还能减少环境污染，节约钢材等金属材料。 氮化硅陶瓷的原料丰富、 加工性好， 可以用低成本生产出各种尺寸精确的部件， 特别是形状复杂的部件， 成品率比其他陶瓷材料高。 氮化硅陶瓷抗温度急变性好， 硬度高， 其硬度仅次于金刚石和氮化硼等物质， 用氮化硅陶瓷材料制造发动机， 由于温度提高， 可使燃料充分燃烧， 排出的废气中污染成分大幅度的降低， 不仅降低能耗， 并且减少了环境污染。

       （2） 正在研制的氮化硅质的全陶瓷发动机代替同类型金属发动机。

       4、 在航空航天领域中的应用

       美国通用电气公司在 2005 年大量生产的新一代空中客车发动机引擎中， 主要采用了氮化硅原料。 打飞机发动机运转时产生的很高的温度。专家指出，航空发动机平均使用时间超过上千个小时， 其中存在发动机抗高温的问题， 必须由隔热陶瓷解决。同时，国内航空飞机每天飞行上万驾次，要减少油耗，就必须减轻飞机重量，陶瓷发动机有助于实现这个目标。

       5、 在医学领域中的应用

       在医学工程上可以制成人工关节。介绍陶瓷对陶瓷髋关节置换的手术方法。分析 2 种陶瓷髋假体的特点，人工全髋置换术使用陶瓷对陶瓷型假体, 需要掌握特殊的手术技巧, 超半径设计假体安放要求适当增加髋臼假体前倾角。