氮化硅陶瓷材料

　　其特点是：
　　①多晶材料，晶体结构属六方晶系。
　　②氮化硅陶瓷外观呈灰白、蓝灰、灰黑色。
　　③理论密度：3.19±0.1g/cm3，密度低。
　　④高硬度，良好的耐磨性，低磨擦系数(自配磨0.02~0.07)，自润滑性好。
　　⑤耐高温，抗热震性较好。
　　⑥具有较高的断裂韧性，抗冲击性能较好。
　　⑦耐腐蚀性好，能耐所有酸(除氢氟酸以外)腐蚀，能抗弱碱腐蚀，对大多数强碱和熔盐不稳定。
　　⑧与轴承钢相近的接触疲劳寿命，相似的疲劳剥落形式。
　　⑨氮化硅粉末性能：
　　粒度0.5~0.8μm，低的杂质含量和氧含量<2wt%，α相含量>90wt%。
　　⑩氮化硅粉末制造方法：
　　A、硅粉直接氮化法3Si+2N2→Si3N4
　　国内普遍采用的方法，需经球磨得到细粉，易引入杂质。
　　B、硅亚胺分解法SiCl4+6NH3→Si(NH)2+4NH4Cl
　　3Si(NH)2→Si3N4+N2+3H2
　　粉末纯度高，细度细且均匀，制造成本高。
　　C、碳热还原氮化法3SiO2+2N2+6C→Si3N4+6CO
　　D、化学气相沉积法3SiCl4+4NH3→Si3N4+12HCl
　　需激化诱导，粉末纯度高，细度细且均匀，制造成本极高。
　　(11)致密氮化硅陶瓷制造方法：
　　A、热压氮化硅(HP SN)
　　方法：氮化硅混合粉末在石墨模具中，同时加热和但轴向加压，烧结温度1650~1850℃，压力15~30MPa，保温时间1~4h。特点：致密，基本达到理论密度(99~100%)，制品形状简单，难于批量化生产，可制造滚子毛坯，成品价格昂贵。
　　B、常压烧结氮化硅(S SN)
　　方法：氮化硅混合粉末经模压或冷等静压成形，用烧结炉在N2气氛中烧结，温度1700~1800℃，时间几小时，压力0.1MPa(1atm)。
　　特点：成本低，易于批量生产，相对密度95~99%，孔隙较多，不适宜制造轴承球。
　　C、气氛压力烧结氮化硅(GSP SN)
　　方法：氮化硅混合粉末经冷等静压成形，用气氛压力烧结炉在高压N2气氛中烧结，烧结温度1800℃，时间数小时，压力5~10MPa。
　　特点：性能好，致密(相对密度97~99%)，易于批量生产，国内普遍采用，可制造轴承球，成本较高。
　　D、热等静压烧结氮化硅(HIP SN)
　　方法：氮化硅混合粉经模压或冷等静压成形，S或GPS烧结后，用热等静压炉，Ar2或N2气做压力传递介质，在高温(1700~1999℃)高压(150~200MPa)下使氮化硅致密，使原已烧结过的RBSN、SSN、SRBSN进一步排除气孔。添加剂含量低。
　　特点：性能优异，基本完全致密(99~100%)，可批量生产，可制造高性能陶瓷轴承球，国外普遍采用，成本高。
　　(12)小结
　　陶瓷轴承滚动子：HP SN HIP SN
　　陶瓷轴承球：GPS SN HIP SN
　　一般用途的陶瓷球：S SN SRB SN