氮化硅是一種重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料。它是一種超硬物質(zhì)，本身具有潤(rùn)滑性，并且耐磨損，為原子晶體；高溫時(shí)抗氧化。而且它還能抵抗冷熱沖擊，在空氣中加熱到1000℃以上，急劇冷卻再急劇加熱，也不會(huì)碎裂。正是由于氮化硅陶瓷具有如此優(yōu)異的特性，人們常常利用它來制造軸承、氣輪機(jī)葉片、機(jī)械密封環(huán)、永久性模具等機(jī)械構(gòu)件。如果用耐高溫而且不易傳熱的氮化硅陶瓷來制造發(fā)動(dòng)機(jī)部件的受熱面，不僅可以提高柴油機(jī)質(zhì)量，節(jié)省燃料，而且能夠提高熱效率。我國(guó)及美國(guó)、日本等國(guó)家都已研制出了這種柴油機(jī)。

氮化硅陶瓷的生產(chǎn)工藝流程是什么樣的呢？

        制備氮化硅陶瓷制品的工藝流程一般由原料處理、粉體合成、粉料處理、成形、生坯處理，燒結(jié)和陶瓷體處理等環(huán)節(jié)組成。

        氮化硅陶瓷制備工藝的類型主要是按合成、成型和燒結(jié)的不同方法和次序區(qū)分的。

【氮化硅陶瓷成型工藝】

        陶瓷常用的成型方法有干壓、流延以及注射，其中干壓成型是應(yīng)用最廣泛的一種成型工藝，也是手機(jī)陶瓷背板主流的成型工藝之一，小米MIX系列的陶瓷后蓋都是干壓成型的。今天，我們就來詳細(xì)了解一下陶瓷干壓成型工藝。

一、干壓成型

        干壓成型又稱模壓成型，是最常用的成型方法之一。干壓成型是將經(jīng)過造粒后流動(dòng)性好，顆粒級(jí)配合適的粉料，裝入金屬模腔內(nèi)，通過壓頭施加壓力，壓頭在模腔內(nèi)位移，傳遞壓力，使模腔內(nèi)粉體顆粒重排變形而被壓實(shí)，形成具有一定強(qiáng)度和形狀的陶瓷素坯。
 

二、干壓成型的工藝原理和影響因素

1. 工藝原理

        干壓成型的實(shí)質(zhì)是在外力作用下，顆粒在模具內(nèi)相互靠近，并借助內(nèi)摩擦力牢固地把各顆粒聯(lián)系起來，保持一定形狀。這種內(nèi)摩擦力作用在相互靠近的顆粒外圍結(jié)合劑薄層上。

        隨著壓力增大，坯料將改變外形，相互滑動(dòng)，間隙減少，逐步加大接觸，相互貼緊。由于顆粒進(jìn)一步靠近，使膠體分子與顆粒間的作用力加強(qiáng)因而坯體具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。

2.影響因素

       （1）、粉體性質(zhì)：粒度、粒度分布、流動(dòng)性、含水率等；

       （2）、粘結(jié)劑和潤(rùn)滑劑的選擇；

       （3）模具設(shè)計(jì)；

       （4）壓制過程中壓制力、加壓方式、加壓速度與保壓時(shí)間。

        綜上，如果坯料顆粒級(jí)配合適，結(jié)合劑使用正確，加壓方式合理，干壓法也可以得到比較理想的坯體密度。
 

【氮化硅陶瓷燒結(jié)工藝】

       高純氮化硅粉在1700 C下熱壓液基本不發(fā)生收縮。氮化硅的燒結(jié)方 法主要有三種：反應(yīng)燒結(jié)法，常規(guī)燒結(jié)法和熱壓燒結(jié)法。

最后和大家分享下氮化硅陶瓷的應(yīng)用

        氮化硅陶瓷的應(yīng)用初期主要用在機(jī)械、冶金、化工、航空、半導(dǎo)體等工業(yè)上，作某些設(shè)備或產(chǎn)品的零部件，取得了很好的預(yù)期效果。近年來，隨著制造工藝和測(cè)試分析技術(shù)的發(fā)展，氮化硅陶瓷制品的可靠性不斷提高，因此應(yīng)用面在不斷擴(kuò)大。特別值得贊賞的是，正在研制氮化硅陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)，并且已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，這在科學(xué)技術(shù)上成為舉世矚目的大事。

        1、在冶金工業(yè)上制成坩堝、馬弗爐爐膛、燃燒嘴、發(fā)熱體夾具、鑄模、鋁液導(dǎo)管、熱電偶測(cè)溫保護(hù)套管、鋁電解槽襯里等熱工設(shè)備上的部件。

        2、在機(jī)械工業(yè)上制成高速車刀、軸承、金屬部件熱處理的支承件、轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)刮片、燃?xì)廨啓C(jī)的導(dǎo)向葉片和渦輪葉片等。

        3、在化學(xué)工業(yè)上制成球閥、泵體、密封環(huán)、過濾器、熱交換器部件、固定化觸媒載體、燃燒舟、蒸發(fā)皿等。

        4、在半導(dǎo)體、航空、原子能等工業(yè)上用于制造開關(guān)電路基片、薄膜電容器、承受高溫或溫度劇變的電絕緣體、雷達(dá)天線罩、導(dǎo)彈尾噴管、原子反應(yīng)堆中的支承件和隔離件、核裂變物質(zhì)的載體等。

        5、在醫(yī)學(xué)工程上可以制成人工關(guān)節(jié)。
 

        6、正在研制的氮化硅質(zhì)的全陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)代替同類型金屬發(fā)動(dòng)機(jī)。