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氮化硅陶瓷用途

追寻的芒果
怕黑的百合
2022-12-31 14:23:37

氮化硅陶瓷用途?

最佳答案
痴情的宝贝
贤惠的铃铛
2025-08-19 09:02:30

氮化硅陶瓷,是一种烧结时不收缩的无机材料陶瓷。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。具有高强度、低密度、耐高温等性质。Si3N4 陶瓷是一种共价键化合物,基本结构单元为[ SiN4 ]四面体,硅原子位于四面体的中心,在其周围有四个氮原子,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原子的形式,在三维空间形成连续而又坚固的网络结构。

利用Si3N4 重量轻和刚度大的特点,可用来制造滚珠轴承、它比金属轴承具有更高的精度,产生热量少,而且能在较高的温度和腐蚀性介质中操作。用Si3N4 陶瓷制造的蒸汽喷嘴具有耐磨、耐热等特性,用于650℃锅炉几个月后无明显损坏,而其它耐热耐蚀合金钢喷嘴在同样条件下只能使用1 - 2个月。

随着Si3N4 粉末生产、成型、烧结及加工技术的改进,其性能和可靠性将不断提高,氮化硅陶瓷将获得更加广泛的应用。由于Si3N4 原料纯度的提高,Si3N4 粉末的成型技术和烧结技术的迅速发展,以及应用领域的不断扩大,Si3N4 正在作为工程结构陶瓷,在工业中占据越来越重要的地位。

最新回答
鳗鱼铃铛
寂寞的仙人掌
2025-08-19 09:02:30

Si3N4

陶瓷的制备技术在过去几年发展很快,制备工艺主要集中在反应烧结法、热压烧结法和常压烧结法、气压烧结法等类型.

由于制备工艺不同,各类型氮化硅陶瓷具有不同的微观结构(如孔隙度和孔隙形貌、晶粒形貌、晶间形貌以及晶间第二相含量等)。因而各项性能差别很大

。要得到性能优良的Si3N4

陶瓷材料,首先应制备高质量的Si3N4

粉末.

用不同方法制备的Si3N4

粉质量不完全相同,这就导致了其在用途上的差异,许多陶瓷材料应用的失败,往往归咎于开发者不了解各种陶瓷粉末之间的差别,对其性质认识不足。一般来说,高质量的Si3N4

粉应具有α相含量高,组成均匀,杂质少且在陶瓷中分布均匀,粒径小且粒度分布窄及分散性好等特性。好的Si3N4

粉中α相至少应占90%,这是由于Si3N4

在烧结过程中,部分α相会转变成β相,而没有足够的α相含量,就会降低陶瓷材料的强度。

反应烧结法(

RS)

是采用一般成型法,先将硅粉压制成所需形状的生坯,放入氮化炉经预氮化(部分氮化)烧结处理,预氮化后的生坯已具有一定的强度,可以进行各种机械加工(如车、刨、铣、钻).

最后,在硅熔点的温度以上;将生坯再一次进行完全氮化烧结,得到尺寸变化很小的产品(即生坯烧结后,收缩率很小,线收缩率<

011%

).

该产品一般不需研磨加工即可使用。反应烧结法适于制造形状复杂,尺寸精确的零件,成本也低,但氮化时间很长。

热压烧结法(

HPS)

是将Si3N4

粉末和少量添加剂(如MgO、Al2O3、MgF2、Fe2O3

等),在1916

MPa以上的压强和1600

℃以上的温度进行热压成型烧结。英国和美国的一些公司采用的热压烧结Si3N4

陶瓷,其强度高达981MPa以上。烧结时添加物和物相组成对产品性能有很大的影响。由于严格控制晶界相的组成,以及在Si3N4

陶瓷烧结后进行适当的热处理,所以可以获得即使温度高达1300

℃时强度(可达490MPa以上)也不会明显下降的Si3N4系陶瓷材料,而且抗蠕变性可提高三个数量级。若对Si3N4

陶瓷材料进行1400———1500

℃高温预氧化处理,则在陶瓷材料表面上形成Si2N2O相,它能显著提高Si3N4

陶瓷的耐氧化性和高温强度。热压烧结法生产的Si3N4

陶瓷的机械性能比反应烧结的Si3N4

要优异,强度高、密度大。但制造成本高、烧结设备复杂,由于烧结体收缩大,使产品的尺寸精度受到一定的限制,难以制造复杂零件,只能制造形状简单的零件制品,工件的机械加工也较困难。

常压烧结法(

PLS)

在提高烧结氮气氛压力方面,利用Si3N4

分解温度升高(通常在N2

=

1atm气压下,从1800℃开始分解)的性质,在1700———1800℃温度范围内进行常压烧结后,再在1800———2000℃温度范围内进行气压烧结。该法目的在于采用气压能促进Si3N4

陶瓷组织致密化,从而提高陶瓷的强度.所得产品的性能比热压烧结略低。这种方法的缺点与热压烧结相似。

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。高的氮气压抑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,可直接制取接近最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。

可靠的抽屉
动听的糖豆
2025-08-19 09:02:30
您好

氮化硅,化学式为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,为原子晶体;高温时抗氧化。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。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。如果用耐高温而且不易传热的氮化硅陶瓷来制造发动机部件的受热面,不仅可以提高柴油机质量,节省燃料,而且能够提高热效率。我国及美国、日本等国家都已研制出了这种柴油机。

整齐的路人
刻苦的皮带
2025-08-19 09:02:30

氮化硅Si3N4性质:

1)机械强度高,硬度接近于刚玉,有自润滑性,耐磨室温抗弯强度可以高达980MPa以上,能与合金钢相比,而且强度可以一直维持到1200℃不下降

(2)热稳定性好,热膨胀系数小,有良好的导热性能,所以抗热震性很好,从室温到1000℃的热冲击不会开裂

(3)化学性能稳定,几乎可耐一切无机酸(HF除外)和浓度在30%以下烧碱(NaOH)溶液的腐蚀,也能耐很多有机物质的侵蚀,对多种有色金属熔融体(特别是铝液)不润湿,能经受强烈的放射辐照

(4)密度低,比重小,仅是钢的2/5,电绝缘性好。

Si3N4陶瓷材料作为一种优异的高温工程材料,最能发挥优势的是其在高温领域中的应用Si3N4今后的发展方向是:⑴充分发挥和利用Si3N4本身所具有的优异特性⑵在Si3N4粉末烧结时,开发一些新的助熔剂,研究和控制现有助熔剂的最佳成分⑶改善制粉、成型和烧结工艺⑷研制Si3N4与SiC等材料的复合化,以便制取更多的高性能复合材料Si3N4陶瓷等在汽车发动机上的应用,为新型高温结构材料的发展开创了新局面汽车工业本身就是一项集各种科技之大成的多学科性工业,中国是具有悠久历史的文明古国,曾在陶瓷发展史上做出过辉煌的业绩,随着改革开放的进程,有朝一日,中国也必然跻身于世界汽车工业大国之列,为陶瓷事业的发展再创辉煌。

冷静的大米
无私的萝莉
2025-08-19 09:02:30

氮化硅,固体的Si3N4是原子晶体,是空间立体网状结构,每个Si和周围4个N共用电子对,每个N和周围3个Si共用电子对,空间几何能力比较强的话你可以自己想象一下......大体上是和金刚石中的碳原子结构类似,不过是六面体又称六方晶体。

是一种高温陶瓷材料,硬度大、熔点高、化学性质稳定 工业上常常采用纯Si和纯N2在1300度制取得到。

氮化硅是由硅元素和氮元素构成的化合物。在氮气气氛下,将单质硅的粉末加热到1300-1400°C之间,硅粉末样品的重量随着硅单质与氮气的反应递增。在没有铁催化剂的情况下,约7个小时后硅粉样品的重量不再增加,此时反应完成生成Si3N4。除了Si3N4外,还有其他几种硅的氮化物(根据氮化程度和硅的氧化态所确定的相对应化学式)也已被文献所报道。比如气态的一氮化二硅(Si2N)、一氮化硅(SiN)和三氮化二硅(Si2N3)。这些化合物的高温合成方法取决于不同的反应条件(比如反应时间、温度、起始原料包括反应物和反应容器的材料)以及纯化的方法。

Si3N4是硅的氮化物中化学性质最为稳定的(仅能被稀的HF和热的H2SO4分解),也是所有硅的氮化物中热力学最稳定的。所以一般提及“氮化硅”时,其所指的就是Si3N4。它也是硅的氮化物中最重要的化合物商品。

在很宽的温度范围内氮化硅都是一种具有一定的热导率、低热膨胀系数、弹性模量较高的高强度硬陶瓷。不同于一般的陶瓷,它的断裂韧性高。这些性质结合起来使它具有优秀的耐热冲击性能,能够在高温下承受高结构载荷并具备优异的耐磨损性能。常用于需要高耐用性和高温环境下的用途,诸如气轮机、汽车引擎零件、轴承和金属切割加工零件。美国国家航空航天局的航天飞机就是用氮化硅制造的主引擎轴承。氮化硅薄膜是硅基半导体常用的绝缘层,由氮化硅制作的悬臂是原子力显微镜的传感部件。 可在1300-1400°C的条件下用单质硅和氮气直接进行化合反应得到氮化硅: 3 Si(s) + 2 N2(g) → Si3N4(s) 也可用二亚胺合成 SiCl4(l) + 6 NH3(g) → Si(NH)2(s) + 4 NH4Cl(s) 在0 °C的条件下 3 Si(NH)2(s) → Si3N4(s) + N2(g) + 3 H2(g) 在1000 °C的条件下 或用碳热还原反应在1400-1450°C的氮气气氛下合成: 3 SiO2(s) + 6 C(s) + 2 N2(g) → Si3N4(s) + 6 CO(g) 对单质硅的粉末进行渗氮处理的合成方法是在二十世纪50年代随着对氮化硅的重新“发现”而开发出来的。也是第一种用于大量生产氮化硅粉末的方法。但如果使用的硅原料纯度低会使得生产出的氮化硅含有杂质硅酸盐和铁。用二胺分解法合成的氮化硅是无定形态的,需要进一步在1400-1500°C的氮气下做退火处理才能将之转化为晶态粉末,二胺分解法在重要性方面是仅次于渗氮法的商品化生产氮化硅的方法。碳热还原反应是制造氮化硅的最简单途径也是工业上制造氮化硅粉末最符合成本效益的手段。

电子级的氮化硅薄膜是通过化学气相沉积或者等离子体增强化学气相沉积技术制造的: 3 SiH4(g) + 4 NH3(g) → Si3N4(s) + 12 H2(g) 3 SiCl4(g) + 4 NH3(g) → Si3N4(s) + 12 HCl(g) 3 SiCl2H2(g) + 4 NH3(g) → Si3N4(s) + 6 HCl(g) + 6 H2(g) 如果要在半导体基材上沉积氮化硅,有两种方法可供使用: 利用低压化学气相沉积技术在相对较高的温度下利用垂直或水平管式炉进行。 等离子体增强化学气相沉积技术在温度相对较低的真空条件下进行。 氮化硅的晶胞参数与单质硅不同。因此根据沉积方法的不同,生成的氮化硅薄膜会有产生张力或应力。特别是当使用等离子体增强化学气相沉积技术时,能通过调节沉积参数来减少张力。

先利用溶胶凝胶法制备出二氧化硅,然后同时利用碳热还原法和氮化对其中包含特细碳粒子的硅胶进行处理后得到氮化硅纳米线。硅胶中的特细碳粒子是由葡萄糖在1200-1350°C分解产生的。合成过程中涉及的反应可能是: SiO2(s) + C(s) → SiO(g) + CO(g) 3 SiO(g) + 2 N2(g) + 3 CO(g) → Si3N4(s) + 3 CO2(g) 或 3 SiO(g) + 2 N2(g) + 3 C(s) → Si3N4(s) + 3 CO(g) 作为粒状材料的氮化硅是很难加工的——不能把它加热到它的熔点1850°C以上,因为超过这个温度氮化硅发生分解成硅和氮气。因此用传统的热压烧结技术是有问题的。把氮化硅粉末粘合起来可通过添加一些其他物质比如烧结助剂或粘合剂诱导氮化硅在较低的温度下发生一定程度的液相烧结后粘合成块状材料。但由于需要添加粘合剂或烧结助剂,所以这种方法会在制出的块状材料中引入杂质。使用放电等离子烧结是另一种可以制备更纯净大块材料的方法,对压实的粉末在非常短的时间内进行电流脉冲,用这种方法能在1500-1700°C的温度下得到紧实致密的氮化硅块状物。

贪玩的胡萝卜
温暖的斑马
2025-08-19 09:02:30
(1)氮化硅可与氢氟酸反应生成四氟化硅和氨气,方程式为Si3N4+12HF═3SiF4↑+4NH3↑,故答案为:Si3N4+12HF═3SiF4↑+4NH3↑;

(2)四氯化硅和氮气在氢气的气氛保护下,加强热发生反应,可得较高纯度的氮化硅以及氯化氢,反应的方程式为3SiCl4+2N2+6H2

 高温 
.
 
Si3N4+12HCl,

故答案为:3SiCl4+2N2+6H2

 高温 
.
 
 Si3N4+12HCl;

(3)按照活泼金属氧化物.较活泼金属氧化物.SiO2.H2O的顺序,Na2[Al2Si3O10(H2O)2]写成氧化物的形式为Na2O?Al2O3?3SiO2?2H2O,

故答案为:Na2O?Al2O3?3SiO2?2H2O;

(4)二氧化硅可与氢氧化钠反应生成具有黏性的硅酸钠,反应的离子方程式为2OH-+SiO2=SiO32-+H2O,故答案为:2OH-+SiO2=SiO32-+H2O.

飘逸的书本
无心的龙猫
2025-08-19 09:02:30
氮化硅!陶瓷!结构陶瓷!特种陶瓷!

基本性质:Si3N4 陶瓷是一种共价键化合物,基本结构单元为[ SiN4 ]四面体,硅原子位于四面体的中心,在其有四个氮原子,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. 氮化硅的很多性能都归结于此结构. 纯Si3N4为3119,有α和β两种晶体结构,均为六角晶形,其分解温度在空气中为1800℃,在011MPa氮中为1850℃. Si3N4 热膨胀系数低、导热率高,故其耐热冲击性极佳. 热压烧结的氮化硅加热到l000℃后投入冷水中也不会破裂. 在不太高的温度下, Si3N4 具有较高的强度和抗冲击性,但在1200℃以上会随使用时间的增长而出现破损,使其强度降低,在1450℃以上更易出现疲劳损坏,所以Si3N4 的使用温度一般不超过1300℃. 由于Si3N4 的理论密度低,比钢和工程超耐热合金钢轻得多,所以,在那些要求材料具有高强度、低密度、耐高温等性质的地方用Si3N4 陶瓷去代替合金钢是再合适不过了.

材料性能:Si3N4 陶瓷是一种共价键化合物,基本结构单元为[ SiN4 ]四面体,硅原子位于四面体的中心,在其有四个氮原子,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. 氮化硅的很多性能都归结于此结构. 纯Si3N4为3119,有α和β两种晶体结构,均为六角晶形,其分解温度在空气中为1800℃,在011MPa氮中为1850℃. Si3N4 热膨胀系数低、导热率高,故其耐热冲击性极佳. 热压烧结的氮化硅加热到l000℃后投入冷水中也不会破裂. 在不太高的温度下, Si3N4 具有较高的强度和抗冲击性,但在1200℃以上会随使用时间的增长而出现破损,使其强度降低,在1450℃以上更易出现疲劳损坏,所以Si3N4 的使用温度一般不超过1300℃. 由于Si3N4 的理论密度低,比钢和工程超耐热合金钢轻得多,所以,在那些要求材料具有高强度、低密度、耐高温等性质的地方用Si3N4 陶瓷去代替合金钢是再合适不过了.

氮化硅陶瓷的制备方法:

1、 反应烧结法( RS)

是采用一般成型法,先将硅粉压制成所需形状的生坯,放入氮化炉经预氮化(部分氮化)烧结处理,预氮化后的生坯已具有一定的强度,可以进行各种机械加工(如车、刨、铣、钻). 最后,在硅熔点的温度以上将生坯再一次进行完全氮化烧结,得到尺寸变化很小的产品(即生坯烧结后,收缩率很小,线收缩率<011% ). 该产品一般不需研磨加工即可使用. 反应烧结法适于制造形状复杂,尺寸精确的零件,成本也低,但氮化时间很长.

2、 热压烧结法( HPS)

是将Si3N4 粉末和少量添加剂(如MgO、Al2O3、MgF2、Fe2O3 等) ,在1916 MPa以上的压强和1600 ℃以上的温度进行热压成型烧结. 英国和美国的一些公司采用的热压烧结Si3N4 陶瓷,其强度高达981MPa以上. 烧结时添加物和物相组成对产品性能有很大的影响. 由于严格控制晶界相的组成,以及在Si3N4 陶瓷烧结后进行适当的热处理,所以可以获得即使温度高达1300 ℃时强度(可达490MPa以上)也不会明显下降的Si3N4系陶瓷材料,而且抗蠕变性可提高三个数量级. 若对Si3N4 陶瓷材料进行1400———1500 ℃高温预氧化处理,则在陶瓷材料表面上形成Si2N2O相,它能显著提高Si3N4 陶瓷的耐氧化性和高温强度. 热压烧结法生产的Si3N4 陶瓷的机械性能比反应烧结的Si3N4 要优异,强度高、密度大. 但制造成本高、烧结设备复杂,由于烧结体收缩大,使产品的尺寸精度受到一定的限制,难以制造复杂零件,只能制造形状简单的零件制品,工件的机械加工也较困难.

3、 常压烧结法( PLS)

在提高烧结氮气氛压力方面,利用Si3N4 分解温度升高(通常在N2 = 1atm气压下,从1800℃开始分解)的性质,在1700———1800℃温度范围内进行常压烧结后,再在1800———2000℃温度范围内进行气压烧结. 该法目的在于采用气压能促进Si3N4 陶瓷组织致密化,从而提高陶瓷的强度.所得产品的性能比热压烧结略低. 这种方法的缺点与热压烧结相似.

4、 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. 高的氮气压抑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,可直接制取接近最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.

研究现状与应用:

对于Si3N4以及Sialon陶瓷烧结体,现已提供了一种不用形成复合材料而保持单一状态的、利用超塑性进行成型的工艺,并提供了一种根据该工艺成型出的烧结体。把相对密度在95%以上、线密度对于烧结体的二维横截面上的50μm的长度在120~250范围内的氮化硅及Sialon烧结体;在1300~1700℃的温度下通过拉伸或压缩作用使其在小于10-1/秒的应变速率下发生塑性形变从而进行成型。成型后的烧结体特别在常温下具有优异的机械性能 Si3N4 陶瓷是一种重要的结构材料,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,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. 正是由于Si3N4 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. 如果用耐高温而且不易传热的氮化硅陶瓷来制造发动机部件的受热面,不仅可以提高柴油机质量,节省燃料,而且能够提高热效率. 我国及美国、日本等国家都已研制出了这种柴油机. 利用Si3N4 重量轻和刚度大的特点,可用来制造滚珠轴承、它比金属轴承具有更高的精度,产生热量少,而且能在较高的温度和腐蚀性介质中操作. 用Si3N4 陶瓷制造的蒸汽喷嘴具有耐磨、耐热等特性,用于650℃锅炉几个月后无明显损坏,而其它耐热耐蚀合金钢喷嘴在同样条件下只能使用1 - 2个月.由中科院上海硅酸盐研究所与机电部上海内 燃机研究所共同研制的Si3N4 电热塞,解决了柴油发动机冷态起动困难的问题,适用于直喷式或非直喷式柴油机. 这种电热塞是当今最先进、最理想的柴油发动机点火装置. 日本原子能研究所和三菱重工业公司研制成功了一种新的粗制泵,泵壳内装有由11个Si3N4 陶瓷转盘组成的转子. 由于该泵采用热膨胀系数很小的Si3N4 陶瓷转子和精密的空气轴承,从而无需润滑和冷却介质就能正常运转. 如果将这种泵与超真空泵如涡轮———分子泵结合起来,就能组成适合于核聚变反应堆或半导体处理设备使用的真空系统. 以上只是Si3N4 陶瓷作为结构材料的几个应用实例,相信随着Si3N4 粉末生产、成型、烧结及加工技术的改进,其性能和可靠性将不断提高,氮化硅陶瓷将获得更加广泛的应用 . 近年来,由于Si3N4 原料纯度的提高, Si3N4 粉末的成型技术和烧结技术的迅速发展,以及应用领域的不断扩大, Si3N4 正在作为工程结构陶瓷,在工业中占据 越来越重要的地位 . Si3N4 陶瓷具有优异的综合性能和丰富的资源,是一种理想的高温结构材料,具有广阔的应用领域和市场,世界各国都在竞相研究和开发. 陶瓷材料具有一般金属材料难以比拟的耐磨、耐蚀、耐高温、抗氧化性、抗热冲击及低比重等特点. 可以承受金属或高分子材料难以胜任的严酷工作环境,具有广泛的应用前景. 成为继金属材料、高分子材料之后支撑21世纪支柱产业的关键基础材料,并成为最为活跃的研究领域之一,当今世界各国都十分重视它的研究与发展,作为高温结构陶瓷家族中重要成员之一的Si3N4 陶瓷,较其它高温结构陶瓷如氧化物陶瓷、碳化物陶瓷等具有更为优异的机械性能、热学性能及化学稳定性. 因而被认为是高温结构陶瓷中最有应用潜力的材料. 可以预言,随着陶瓷的基础研究和新技术开发的不断进步,特别是复杂件和大型件制备技术的日臻完善, Si3N4 陶瓷材料作为性能优良的工程材料将得到更广泛的应用.

展望

Si3N4 陶瓷材料作为一种优异的高温工程材料,最能发挥优势的是其在高温领域中的应用. Si3N4 今后的发展方向是: (1)充分发挥和利用Si3N4 本身所具有的优异特性(2)在Si3N4 粉末烧结时,开发一些新的助熔剂,研究和控制现有助熔剂的最佳成分(3)改善制粉、成型和烧结工艺(4)研制Si3N4 与SiC等材料的复合化,以便制取更多的高性能复合材料.Si3N4 陶瓷等在汽车发动机上的应用,为新型高温结构材料的发展开创了新局面. 汽车工业本身就是一项集各种科技之大成的多学科性工业,我国是具有悠久历史的文明古国,曾在陶瓷发展史上做出过辉煌的业绩,随着改革开放的进程,有朝一日,中国也必然挤身于世界汽车工业大国之列,为陶瓷事业的发展再创辉煌.

愤怒的金毛
甜蜜的蜡烛
2025-08-19 09:02:30
是Si3N4 高温结构陶瓷分类 1、氧化铝陶瓷 氧化铝陶瓷(人造刚玉)是一种极有前途的高温结构材料。它的熔点很高,可作高级耐火材料,如坩埚、高温炉管等。利用氧化铝硬度大的优点,可以制造在实验室中使用的刚玉磨球机,用来研磨比它硬度小的材料。用高纯度的原料,使用先进工艺,还可以使氧化铝陶瓷变得透明,可制作高压钠灯的灯管。 2、氮化硅陶瓷 氮化硅陶瓷也是一种重要的结构材料,它是一种超硬物质,密度小、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,抗腐蚀能力强;高温时也能抗氧化。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。正是氮化硅具有如此良好的特性,人们常常用它来制造轴承、汽轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件。 3、氮化硼陶瓷、碳化硼陶瓷 氮化硼陶瓷、碳化硼陶瓷,外观与性状:润滑,易吸潮.氮化硼是白色、难溶、耐高温的物质。将B2O3与NH4Cl共熔,或将单质硼在NH3中燃烧均可制得BN。通常制得的氮化硼是石墨型结构,俗称为白色石墨。另一种是金刚石型,和石墨转变为金刚石的原理类似,石墨型氮化硼在高温(1800℃)、高压(800Mpa)下可转变为金刚型氮化硼。这种氮化硼中B-N键长(156pm)与金刚石在C-C键长(154pm)相似,密度也和金刚石相近,它的硬度和金刚石不相上下,而耐热性比金刚石好,是新型耐高温的超硬材料,用于制作钻头、磨具和切割工具。 4、人造宝石 人造宝石:红宝石和蓝宝石的主要成分都是Al2O3(刚玉)。红宝石呈现红色是由于其中混有少量含铬化合物;而蓝宝石呈蓝色则是由于其中混有少量含钛化合物。 1900年,科学家曾用氧化铝熔融后加入少量氧化铬的方法,制出了质量为2g-4g的红宝石。 现在,已经 能制造出大到10g的红宝石和蓝宝石。

娇气的乌龟
俊逸的花生
2025-08-19 09:02:30
Ⅰ、方法一、硅与氮气反应生成氮化硅,反应方程式为:3Si+2N2
 1300-1400℃ 
.
 
Si3N4,

故答案为:3Si+2N2

 1300-1400℃ 
.
 
Si3N4;

方法二、方法一所得到的产品中混有单质硅,而方法二除产品是固体,其他物质均为气体,故方法二得到氮化硅纯度较高,

故答案为:方法一所得到的产品中混有单质硅,而方法二除产品是固体,其他物质均为气体;

方法三、四氯化硅与氨气反应生成Si(NH2)4与一种气体,反应中四氯化硅与氨气按1:4反应,故生成气体中Cl原子与H原子数目之比为4:(4×3-2×4)=1:1,故生成气体为HCl;

Si(NH2)4分解生成Si3N4与一种气体,则Si(NH2)4与Si3N4按3:1进行,故生成气体中含有N、H原子,二者数目之比为(4×3-4):2×4×3=8:24=1:3,故该气体为NH3,

故答案为:HCl;NH3;

Ⅱ、(1)氮化硅与氢氟酸反应生成四氟化硅和一种铵盐,该铵盐是NH4F,含有离子键、共价键,

故答案为:离子键、共价键;

(2)已知:3Si(s)+2N2(g)═Si3N4(s)△H=-750.2kJ/mol    ①

Si(s)+2C12(g)═SiCl4(g)△H=-609.6kJ/mol    ②

1
2
H2(g)+
1
2
C12(g)═HCl(g)△H=-92.3kJ/mol    ③

根据盖斯定律,①-②×3+③×12得:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)=Si3N4(g)+12HCl(g);△=-29.0kJ/mol,

故答案为:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)=Si3N4(g)+12HCl(g);△=-29.0kJ/mol;

Ⅲ、原料B与碳得到粗产品与X反应,生成SiCl4,则X为氯气,原料B与碳得到粗产品为Si,故B为SiO2.Y与氯气在光照或点燃条件下可反应,且与SiCl4反应得到高纯度Si,则Y为氢气.Z的焰色呈黄色,含有Na元素,电解A得到氢气、氯气与Z,则Z为NaOH、A为NaCl,

(1)由上述分析可知,原料B的主要成分是SiO2,

故答案为:SiO2;

(2)焦炭与SiO2反应生成Si与CO,反应方程式为:SiO2+2C

 高温 
.
 
Si+2CO↑,

故答案为:SiO2+2C

 高温 
.
 
Si+2CO↑;

(3)上述生产流程中电解NaCl的水溶液时,阳极氯离子放电生成氯气,阳极材料若为Cu,则Cu放电,氯离子不能放电生成氯气,故阳极材料不能为Cu;

Cu为阳极电解NaCl的水溶液开始一段时间,阳极Cu放电生成铜离子,阳极电极反应式为:Cu-2e-=Cu2+,

阴极水放电生成氢气与氢氧根离子,阴极电极反应式为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-,

故答案为:不能;Cu-2e-=Cu2+;2H2O+2e-=H2↑+2OH-.

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2025-08-19 09:02:30
硅与纯氮气反应的化学方程式为:3Si+2N2
 1300℃?1400℃ 
.
 
Si3N4,

故答案为:3Si+2N2

 1300℃?1400℃ 
.
 
Si3N4;

方法一所得到的产品中混有单质硅,而方法二除产品是固体,其他物质均为气体,故方法二得到氮化硅纯度较高;

故答案为:方法一所得到的产品中混有单质硅,而方法二除产品是固体,其他物质均为气体;

依据化学反应中原子个数守恒可知四氯化硅与氨气反应:3SiCl4+4NH3=Si3N4+12HCl,故答案为:HCl;

依据化学反应中原子个数守恒可知3Si(NH2)4

  △  
.
 
Si3N4+8NH3 ;故答案为:NH3 .