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问与答
Q1
Si3N4 的高温蠕变小,特别加入适量SiC之后,抗高温蠕变性显著提高。
Si3N4 的抗氧化性很好,可耐氧化到1400℃, 实际使用温度达1200℃。
Si3N4 的抗腐蚀性好,能耐大多数酸的侵蚀,但不能耐浓 NaOH和HF的侵蚀。
Si3N4的摩擦系数较小,仅0.1, 与加油的金属表面相似。
由于氮化硅陶瓷的优异性能,它已在许多工业领域获得广泛的应用,并有许多潜在的用途。
①利用其耐高温耐磨性能,在陶瓷发动机中用于燃气轮机的转子、定子和涡形管;火花塞、活塞罩、汽缸套、副燃烧室以及活塞一涡轮组合式航空发动机的零件等。
②利用它的抗热震性好、耐腐蚀、摩擦系数小、热膨胀系数小的特点,它在冶金和热加工工业上被广泛用于测温热电偶套管、铸模、坩埚、马弗炉炉膛、燃烧嘴、发热体夹具、炼铝炉炉衬、铝液导管、铝包内衬、铝电解槽衬里、热辐射管、传送辊、高温鼓风机和阀门等;钢铁工业上用作炼钢水平连铸机上的分流环;电子工业上用作拉制单晶硅的坩埚等。
③利用它的耐腐蚀、耐磨性好、导热性好的特点,它被广泛用于化工工业上作球阀、密封环、过滤器和热交换器部件等。
④利用它的耐磨性好、强度高、摩擦系数小的特点,它被广泛用于机械工业上作轴承滚珠、滚柱、滚珠座圈、高温螺栓、工模具、柱塞泵、密封材料等。
此外,它还被用于电子、军重和核工业上,如开关电路基片、薄膜电容器、高温绝缘体、雷达、天线罩、导弹尾喷管、炮筒内衬、核反应堆的支承、隔离件和核裂变物质的载体等。
Q from @泉不方
问与答
Q2
透明陶瓷就是能透过光线的陶瓷,是先进陶瓷材料中十分独特的一个分支。就其化学组分、相结构和制备工艺以及发展而言,透明陶瓷是当前先进陶瓷领域中化学与相组成最为纯净、致密度最高、工艺要求严格,同时性能要求最苛刻的一类陶瓷材料。
因此如果选用高纯原料,并通过工艺手段排除气孔就可能获得透明陶瓷。早期就是采用这样的办法得到透明的氧化铝陶瓷,后来陆续研究出如烧结白刚玉、氧化镁、氧化铍、氧化钇等多种氧化物系列透明陶瓷。近期又研制出非氧化物透明陶瓷,如砷化镓、硫化锌、硒化锌等。

图为透明陶瓷制品
透明陶瓷不仅有良好的透明性和光学特性,同时又保持结构陶瓷的高强度、耐腐蚀、耐高温、电绝缘好、热导率高及良好的介电性能,因此在新型照明技术、高温高压及腐蚀环境下的观测窗口、红外探测用窗、导弹用防护整流罩、军事用透明装甲等领域得到很多应用。
Q from @嘿siri下一首
问与答
Q3
但由于陶瓷材料与金属材料化学键结构根本不同,加上陶瓷本身特殊的物理化学性能,因此无论是与金属连接还是陶瓷自身的连接都存在不少的难题。
其主要体现在如下两个问题,其一:陶瓷材料主要由离子键和共价键组成,金属材料则主要是由金属键构成,二者几乎不浸润,因此需要考虑陶瓷与金属材料的润湿性问题,其二:两者的线膨胀系数一般相差较大,当采用热封或者机械连接时,陶瓷与金属的接头处会有较大的应力残留,削弱接头的力学性能甚至使接头受到破坏开裂,因此需考虑接头处的热应力缓解问题。
钎焊就是用熔点低于被焊材料的金属或非晶材料做钎料,加热到低于被焊件母材熔点,高于钎料熔点温度,利用融化的钎料来润湿母材、填充焊缝,实现被焊材料相互连接。
在陶瓷与金属的钎焊连接中,钎料的在陶瓷上良好的润湿性是实现有效连接的前提。根据润湿性的不同,陶瓷与金属的钎焊可分为两类:一类是先对陶瓷表面进行预金属化处理,再用钎料连接,称为间接焊接。常见的陶瓷材料表面金属化的处理方法有电镀法、烧结金属粉末法,活性金属法和气相沉积法等。
另一类是直接采用含有活性金属元素的钎料,活性元素与陶瓷表面反应,来增加陶瓷与金属的润湿性,从而达到焊接目的,称为直接(活性)钎焊。目前常用的钎焊活性金属主要是过渡族元素,因其最外层电子未被填满,活性高。将活性金属加入到常用的Cu基,Ag基,Ni基和Au基等钎料中就可以制成活性钎料。
此外,Zr、Hf、V、Ti、Cr、W等也可以作为活性金属连接元素,但这些元素的熔点相对较高,与陶瓷材料的化学反应性差,主要用于非金属氧化物陶瓷的连接。
Q from @匿名
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