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氮化硅结合的碳化硅制品制备方法及优点

网站编辑:guoshi │ 发表时间:2017-10-10 

     SI3N4的线膨胀系数小,氧化速度非常慢,高温强度大,体积稳定,有良好的导热性,对各种化学物质都稳定,不被熔融有色金属所侵蚀(Al、Pb、Sn、Zn)。因此,用此种SI3N4作结合剂制得的碳化硅制品的性能得到了显著改善。这种材料的抗氧化性很高,且无显著的胀大现象,但其产品的成本很高。
     以氮化硅为结合剂的碳化硅制品是由细粉状硅(SI)和SIC混合物成型的坯体,在电炉中于1300~1350℃的氮气气氛下加热而制得。SI和N2反应生成氮化硅(SI3N4)形成极坚固的结合物,将SIC颗粒结合起来,通过化学反应达到烧结:
                                                     3SI+2N2=SI3N4
       在制造SI3N4结合的制品时,一定要使全部SI和N2化合成SI3N4。否则,在反复加热和冷却的使用条件下,残余的SI会使制品发生裂纹,造成断裂。
       此类制品具有强度高、抗热振性好以及荷重软化开始点高,大于1800℃等特点,弹性模具和硬度较高,制品的抗酸能力强,不被有色金属润湿,抗氧化性优于纯碳化硅制品,但抗碱能力差。这类制品的强度随氮化硅量增加而提高。
       人们在研究SI3N4结合的SIC制品的抗热震性的工作中得出以下结论:
   (1)SI3N4结合SIC制品中,SI的加入量为17%左右时,制品的抗热震性较好。
   (2)SI3N4结合制品中,原料SIC粗粒粒度以3.15~1.00mm为宜,粗粒所占比例约在60%时,制品的抗热震性较好。
   (3)提高成型密度可有效改善制品的抗热震性能。对于SI3N4结合的SIC制品,当成型生坯密度大于2.4g/cm3,烧成密度大于2.6g/cm3时,制品的强度和抗热震性均较好。

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