氮化硅陶瓷成型工艺

凝胶注模成型工艺新技术于20世纪末由美国发明用于陶瓷的制备。该技术将传统的陶瓷制作工艺结合有机单体聚合生成高分子的方法，利用有机单体聚合将陶瓷粉料悬浮体原位固化，之后经过干燥、排胶、烧结等工艺过程制备复杂形状的近净尺寸陶瓷部件。该技术特点为：有机单体含量低，产品尺寸精度高，坯体强度高，可进行机械加工，明显优于其他复杂形状陶瓷部件的成型工艺，有机添加剂烧后不含残留杂质，在高质量、特殊形状精密陶瓷元件生产中得到了广泛应用。该工艺技术在陶瓷、耐火材料、粉末冶金等领域备受关注，已经应用到碳化硅、氮化硅、赛隆、氧化锆、氧化铝、镁铝尖晶石、金属陶瓷等材料的研究与生产过程。

应用前景：成果属于20大产业链中先进陶瓷材料，本成果已经应用在复杂陶瓷元件上，取得良好的效果。

氮化硅陶瓷烧结工艺

常压烧结制备多孔氮化硅陶瓷研究:

选用Al2O3、Y2O3、Lu2O3 三种氧化物作为烧结助剂， 采用凝胶注模成型和气氛保护常压烧结工艺，成功制备了 具有高强度和高气孔率的多孔氮化硅陶瓷材料。本文研究 了三种烧结助剂对多孔氮化硅的力学性能、介电性能和微 观结构的影响，以及对氮化硅陶瓷的烧结促进作用，结果 表明Y2O3 具有最佳的烧结活性促进作用, 其微观结构表明βS i3N4棒状晶粒搭接结构是使多孔氮化硅陶瓷材料具有较好 力学性能的重要原因。

结论

采用Y2O3作为烧结助剂

氮化硅陶瓷生产工艺流程

氮化硅为原料制备气压烧结结构件陶瓷的方法，它包括混料、压制、冷等静压、烧结以及后加工的步骤，陶瓷原料以重量百分比计，包括如下组分：si3n4：80-90%，y2o3：6-14%，α相al2o3：1-5%，wc：1-5%，tic：1-5%。该制备方法步骤简单、方便易行，制备工艺稳定，生产效率高，利用该方法制备的结构件陶瓷的硬度大、强度高，并且具有较高的耐高温性能、耐高电压冲击性能以及耐弯曲性能，可广泛用于材料要求高的领域，尤其用于高温陶瓷轴承以及陶瓷涡轮叶片

氮化硅陶瓷的应用

氮化硅陶瓷材料具有热稳定性高、抗氧化能力强以及产品尺寸精确度高等优良性能。由于氮化硅是键强高的共价化合物，并在空气中能形成氧化物保护膜，所以还具有良好的化学稳定性，1200℃以下不被氧化，1200~1600℃生成保护膜可防止进一步氧化，并且不被铝、铅、锡、银、黄铜、镍等很多种熔融金属或合金所浸润或腐蚀，但能被镁、镍铬合金、不锈钢等熔液所腐蚀。 　　氮化硅陶瓷材料可用于高温工程的部件，冶金工业等方面的高级耐火材料，化工工业中抗腐蚀部件和密封部件，机械加工工业的刀具和刃具等。 　　由于氮化硅与碳化硅、氧化铝、二氧化钍、氮化硼等能形成很强的结合，所以可用作结合材料，以不同配比进行改性。 　　此外，氮化硅还能应用到薄膜太阳能电池中。用PECVD法镀氮化硅膜后，不但能作为减反射膜可减小入射光的反射，而且，在氮化硅薄膜的沉积过程中，反应产物氢原子进入氮化硅薄膜以及硅片内，起到了钝化缺陷的作用。

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