Si3N4结构中氮原子与硅原子间结合力很强,其作为一种高温结构陶瓷,素有陶瓷材料中的“全能”之称
氮化硅(Si3N4)陶瓷是无机非金属强共价键化合物,其基本结构单元为四面体,硅原子位于四面体的中心,四个氮原子分别位于四面体的四个顶点,然后以每三个四面体共用一个硅原子的形式在三维空间形成连续而又坚固的网络结构,氮化硅的许多性能都是因为其具有这种特殊的结构。
一、氮化硅材料的性能特点
1、氮化硅的物理性能:
①热学性质:属高温难熔物质,无熔点,常压下1900℃左右分解,抗高压蠕变能力强,不含粘结剂的反应烧结氮化硅负荷软化点可高达1800℃;
②导热性能好;
③热膨胀系数小;
④电绝缘性能好,介电系数小,抗击穿电压高。
2、氮化硅的化学性能:
①抗氧化性:800℃以下干燥气氛中不与氧反应;
②抗熔融金属腐蚀性:氮化硅对单质金属融液(除铜外)不浸润,不受腐蚀;
③抗酸碱盐腐蚀性:易溶于氢氟酸,与稀酸不起作用。
3、氮化硅的机械性能:
①高温强度好,1200℃高温强度与室温强度相比衰减不大,另外,它的高温蠕变率很低。这些都是由强共价键本质所决定的;
②硬度高,仅次于金刚石、立方BN、B4C等少数几种超硬材料;
③摩擦系数小,有自润滑性,与加油的金属表面相似。