氮化矽（Si3N4）
高性能氮化矽（Si3N4）先進陶瓷，具有卓越的斷裂韌性、抗熱震性和耐磨性能，適用於嚴苛的工程應用。
規格
- Si3N4 Content
- ≥93%
- Density
- 3.2 g/cm³
- Flexural Strength
- ≥700 MPa
- Max Service Temperature
- 1,200°C
- Fracture Toughness
- 6-7 MPa·m½
- Thermal Conductivity
- 25-30 W/m·K
特點
- •卓越的斷裂韌性（6-7 MPa·m½）——在單體技術陶瓷中最高
- •出色的抗熱震性——可承受高達800°C的快速溫度變化
- •高耐磨性和低摩擦係數，適用於摩擦學應用
- •在高達1,200°C的溫度下具有優異的抗潛變性能
- •對大多數酸、鹼和熔融金屬具有卓越的耐腐蝕性
應用領域
產業
氮化矽（Si3N4）是現有機械性能最優異的技術陶瓷之一，以其卓越的高斷裂韌性、抗熱震性和耐磨性能的組合而著稱。與大多數脆弱且易發生災難性失效的陶瓷不同，氮化矽獨特的微觀結構——以細長的β-Si3N4晶粒形成互鎖的「原位複合材料」——提供了6-7 MPa·m½的斷裂韌性，接近某些金屬材料的水平。這一特性，加上僅3.2 g/cm³的密度（約為鋼的三分之一），使其在強度和低重量都至關重要的應用中不可或缺。
氮化矽通過兩條主要路線生產：反應燒結（RBSN）和無壓燒結（SSN）。反應燒結Si3N4成本較低，加工過程中尺寸變化極小，適用於複雜形狀，但密度和機械性能較低。燒結Si3N4——通常使用氧化釔（Y2O3）或氧化鎂（MgO）燒結助劑——達到接近理論密度，具有優異的機械和熱性能，但需要更高的加工溫度和更嚴格的過程控制。對於採購專業人員來說，了解使用的生產路線對於將材料性能匹配到應用要求至關重要。
該材料的抗熱震性非常出色——可承受800°C或更高的溫差而不開裂，遠超氧化鋁（200-300°C）或氧化鋯（300-400°C）。這一特性，加上其高溫強度保持和抗潛變性能，使氮化矽成為高性能汽車應用中渦輪增壓器轉子的首選材料，其中陶瓷組件在1,000°C的高應力、高振動環境中運行。在軸承行業，使用Si3N4球與鋼圈配合的混合陶瓷軸承比全鋼軸承實現更高的速度等級、更長的使用壽命和更低的潤滑要求。
在採購氮化矽時，買家應明確生產方法、密度（燒結級≥3.2 g/cm³）、抗彎強度和斷裂韌性。反應燒結和完全燒結級之間的價格差異很大，因此根據應用要求驗證COA至關重要。對於關鍵工程應用，請要求提供韋伯模量（統計強度可靠性）和熱導率數據，因為這些參數與使用性能直接相關。
