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关于氮化硅复合材料的研究

我国自80年代中期开始研究氮化硅技术。主要是研究减重效率的结构氮化硅材料-多孔氮化硅材料，关于氮化硅复合材料的研究刚刚起步，多孔氮化硅复合材料材料组成体系的理论设计与试验设计相关研究很少，尚处于摸索阶段，受国内外相关研究资料较少的影响，这方面我国的研究一直处于相对落后地位，许多研究单位以及学者多把研究重点放在领域，而其它领域的应用研究基本尚处空白。这方面的研究有待进一步加强。多孔氮化硅陶瓷介电常数预测及其性能影响规律认识不够完全，其理论工作与试验工作的研究都很少。

氮化硅砖是以Si3N4为主要成分的特殊耐火材料制品。密度3.19g/cm3。膨胀系数小，为2.53×10-6/℃。1200℃下导热率18.4W/(m·K)。热稳定性好，1200～2000℃热交换上千次不破坏。抗折强度可达200~700MPa，耐氧化温度1400℃，在还原气氛中可达1870℃。室温电阻率1.1×1014Ω·m。采用硅粉氮化后烧结或热压方法制取。

制取原料

制造氮化硅砖的主要原料是烧结镁砂和铬铁矿。镁砂原料的纯度要尽可能高，铬铁矿化学成分的要求为：Cr2O330～45%，CaO不大于1.0～1.5%。 烧制氮化硅砖的生产工艺与镁质砖大体相仿。为了消除砖在烧成过程中由于MgO和Cr2O3、Al2O3或直接结合氮化硅砖。

气压烧结法（ GPS)

近几年来,人们对气压烧结进行了大量的研究，获得了很大的进展。气压烧结氮化硅在1 ～10MPa气压下，2000℃左右温度下进行。高的氮气压控制了氮化硅的高温分解。由于采用高温烧结，在添加较少烧结助剂情况下，也足以促进Si3N4晶粒生长，而获得密度> 99%的含有原位生长的长柱状晶粒高韧性陶瓷. 因此气压烧结无论在实验室还是在生产上都得到越来越大的重视. 气压烧结氮化硅陶瓷具有高韧性、高强度和好的耐磨性，可直接制取接近终形状的各种复杂形状制品，从而可大幅度降低生产成本和加工费用. 而且其生产工艺接近于硬质合金生产工艺，适用于大规模生产。