氮化硅可以用在化工领域的产品有哪些?

氮化硅陶瓷具有高强度、耐高温的特点。在陶瓷材料中,它具有最好的综合力学性能,良好的抗热震性、抗氧化性、耐磨性和耐腐蚀性。它是热机部件陶瓷的第一候选材料。在机械工业中,氮化硅陶瓷用作轴承滚珠、滚子、滚珠座圈、模具、新型陶瓷工具、泵柱塞、主轴密封材料等。在化学工业中,氮化硅陶瓷用作耐磨和耐腐蚀零件,如球阀、泵、燃烧汽化器、过滤器等。在冶金工业中,由于氮化硅陶瓷耐高温,摩擦系数低,具有自润滑性,对大多数金属及合金溶液稳定,可用于制作加工金属材料的工具和模具,如拉拔芯棒、挤压和拉丝模具、轧辊、输送辊、加热夹具、热电偶套管、金属热处理支架、坩埚等。

Si3N4重量轻,刚性高,可用于制造滚珠轴承。与金属轴承相比,Si3N4具有更高的精度和更少的发热,可以在高温和腐蚀性介质中工作。Si3N4陶瓷制成的蒸汽喷嘴具有耐磨、耐热的特点,在650℃锅炉中使用数月后无明显损伤。而其他耐热耐腐蚀合金钢喷嘴在同等条件下只能使用1-2个月。中科院上海硅酸盐研究所和机电部上海内燃机研究所合作研制的Si3N4电热塞,解决了柴油机冷启动难的问题。这种电热塞是柴油机最先进、最理想的点火装置。日本原子能研究所和三菱重工成功开发了一种新的原油泵。泵壳配有一个由11 Si3N4陶瓷转盘组成的转子。由于泵采用热膨胀系数小的Si3N4陶瓷转子和精密空气轴承,使其无需润滑和冷却介质即可正常运转。如果将这种泵与涡轮分子泵等超真空泵相结合,就可以形成适用于核聚变反应堆或半导体加工设备的真空系统。

以上只是Si3N4陶瓷作为结构材料的几个应用实例。相信随着Si3N4粉体生产、成型、烧结和加工技术的提高,其性能和可靠性将不断提高,Si3N4陶瓷将得到更加广泛的应用。由于Si3N4原料纯度的提高,Si3N4粉末成型技术和烧结技术的快速发展,以及应用领域的不断扩大,Si3N4作为一种工程结构陶瓷,在工业上发挥着越来越重要的作用。Si3N4陶瓷综合性能优异,资源丰富,是一种理想的高温结构材料,具有广阔的应用领域和市场。世界各国都在竞相研发陶瓷材料,陶瓷材料具有耐磨、耐腐蚀、耐高温、抗氧化、抗热震、比重小等不可比拟的特性。它们能够承受金属或高分子材料无法胜任的恶劣工作环境,具有广阔的应用前景。它们已成为继金属材料和高分子材料之后支撑21世纪支柱产业的关键基础材料,成为最活跃的研究领域之一。如今,世界各国都非常重视它的研究和开发。Si3N4陶瓷作为高温结构陶瓷家族的重要成员之一,具有比氧化物陶瓷、碳化物陶瓷等其他高温结构陶瓷更好的力学性能、热学性能和化学稳定性,因此被认为是高温结构陶瓷中最有前途的材料。