賽龍陶瓷

賽龍陶瓷

賽龍陶瓷是一個性能非常好的高溫燒結材料,由於賽龍陶瓷有可能減少或消除熔點不高的玻璃態晶界而以具有優良性能的晶體的固溶體形態存在,因此常溫和高溫強度很高,常溫和高溫化學性能穩定優異,耐磨性能好,熱膨脹係數很低,抗熱衝擊性能好,抗氧化性強,密度相對較小。日本製造的賽龍纖維,使用溫度高達1700℃。賽龍陶瓷還具有優異的抗熔融腐蝕能力,幾乎還沒有發現它被金屬浸潤的情況。賽龍的硬度也很高,是一種超硬的工具材料。

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陶瓷介紹

Sialon Ceramic

定義

20世紀70年代初,日本和英國學者在研究Si3N4-Al2O3系材料時,發現β-Si3N4晶格中可溶進60%-70%的Al2O3,形成一種寬範圍的β-Si3N4固溶體,有效地促進了Si3N4的燒結。該固溶體被稱為Sialon即賽龍,它是由Al2O3的Al、O原子部分的轉換了Si3N4中的Si、N原子,構成Si-Al-O-N系統。賽龍陶瓷的化學式可表示為:Si(6-x)-Al(x)-N(8-x)O(x),其中x為Al原子置換Si原子的數目。通過對各種類型添加物的深入研究,從結晶學角度看,發現某些氧化物或氮化物可以進入Si3N4的晶格形成固溶體。形成固溶體的內在條件或固溶程度的大小,取決於陽離子的電價、陽離子的配位數相同以及相近的鍵長,由此形成一個嶄新的賽龍材料體系。

分類

一般賽龍是由β-賽龍和AIN(氮化鋁)多型體兩種物質合成的陶瓷。β--賽龍的原始物質是Si3N4-AIN-Al2O3系等複合而成,AIN多型體也可用AIN-SiO2系進行合成。賽龍陶瓷的晶形結構與Si3N4一樣屬六方晶系。Al2O3滲入Si3N4中並不改變原來的β-Si3N4的結構,但晶格常數及其它性能則隨Al2O3滲入的多少而改變。

典型性能

真密度:3.05-3.13 g/cm3 體積密度:2.9g/cm3 抗折強度:400-450MPa 顯微硬度:13-15GPa
破裂表面能: 40.6J/m2 彈性模量:200-280GPa 熱膨脹係數(20℃-1000℃):2.4-3.2 10(-6)/℃
泊松比(20℃):2.288 熱擴散係數(300℃):0.0195cm2/s

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