氮化硅为什么那么便宜?因为氧化硅的原材料便宜,所以氮化硅那么便宜
1、氮化硅,化学式为Si3N4,是一种重要的结构陶瓷材料 。
2、它是一种超硬物质,本身具有润滑性,并且耐磨损,为原子晶体;高温时抗氧化 。
3、而且它还能抵抗冷热冲击,在空气中加热到1000℃以上,急剧冷却再急剧加热,也不会碎裂 。
4、正是由于氮化硅陶瓷具有如此优异的特性,人们常常利用它来制造轴承、气轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件 。
氮化硅的优点是什么?【氮化硅为什么那么便宜?】
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 。
氮化硅的性质氮化硅,分子式为Si3N4,是一种重要的结构陶瓷材料 。它是一种超硬物质,本身具有润滑性,并且耐磨损;除氢氟酸外,它不与其他无机酸反应(反应方程式:Si3N4+4HF+9H2O=====3H2SiO3(沉淀)+4NH4F),抗腐蚀能力强,高温时抗氧化 。而且它还能抵抗冷热冲击,在空气中加热到1
000
℃以上,急剧冷却再急剧加热,也不会碎裂 。
相对分子质量140.28 。灰色、白色或灰白色 。六方晶系 。晶体呈六面体 。密度3.44 。硬度9~9.5,努氏硬度约为2200,显微硬度为32630MPa 。熔点1900℃(加压下) 。通常在常压下1900℃分解 。比热容为0.71J/(g·K) 。生成热为-751.57kJ/mol 。热导率为16.7W/(m·K) 。线膨胀系数为2.75×10-6/℃(20~1000℃) 。不溶于水 。溶于氢氟酸 。在空气中开始氧化的温度1300~1400℃ 。比体积电阻,20℃时为1.4×105
·m,500℃时为4×108
·m 。弹性模量为28420~46060MPa 。耐压强度为490MPa(反应烧结的) 。1285摄式度时与二氮化二钙反应生成二氮硅化钙,600度时使过渡金属还原,放出氮氧化物 。抗弯强度为147MPa 。可由硅粉在氮气中加热或卤化硅与氨反应而制得 。可用作高温陶瓷原料 。
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 。
氮化硅的化学式一般写这样的化学式是注意的是,如果你学了元素周期表的话,就简单了,一般非金属性强的非金属元素显负价,相对非金属性弱的显正价 。负价=8-最外层电子数 。
正价=最外层电子数 。所以氮化硅的化学式是si3n4 。
氮化硅的化学方程式是氮化硅化学式Si3N4 。白色粉状晶体;熔点1900℃,密度3.44克/厘米(20℃);有两种变体:α型为六方密堆积结构;β型为似晶石结构 。氮化硅有杂质或过量硅时呈灰色 。
氮化硅的强度很高,尤其是热压氮化硅,是世界上最坚硬的物质之一 。它极耐高温,强度一直可以维持到1200℃的高温而不下降,受热后不会熔成融体,一直到1900℃才会分解,并有惊人的耐化学腐蚀性能,能耐几乎所有的无机酸和30%以下的烧碱溶液,也能耐很多有机酸的腐蚀;同时又是一种高性能电绝缘材料 。
氮化硅的制备2.1.1 硅粉直接氮化法
主要是指纯净硅粉在N2、N2+H2或NH3的还原性气氛中发生反应,生成氮化硅微粉[8-10].根据反应温度的差异,反应方程式如下:
(2.1)
此法在较低温度下得到的是α-Si3N4和β-Si3N4的混合物,高温下得到的只有β-Si3N4.该法对硅粉粒径的要求比较高,而且反应温度比较高,对反应设备的耐高温耐高压性能提出了要求.因此,硅粉直接氮化法质量的进一步提高主要取决于碾磨机性能的提高和单质硅性质的改善.而由此方法发展起来的自蔓延高温合成 (Self-propagating High- temperature Synthesis,SHs)为硅粉直接氮化法开辟了一条新的思路.
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