非氧化陶瓷
特點(diǎn)
①原料在自然界存在少,需要人工合成原料。
②原料合成和陶瓷燒結(jié)時(shí),易產(chǎn)生氧化物,必須在保護(hù)氣氛(Ar、N2)下進(jìn)行。
③非氧化物一般是鍵能很強(qiáng)的共價(jià)鍵,因此難熔或難燒結(jié)。
與氧化物陶瓷不同的是,非氧化物陶瓷原子間主要是以共價(jià)鍵結(jié)合在一起,因此具有較高的硬度、模量、蠕變抗力,并且能將這些性能很大程度上維持到高溫狀態(tài),這是氧化物陶瓷無(wú)法比擬的。劣勢(shì)在于非氧化物陶瓷的燒結(jié)普遍困難,必須在極高溫度(1500~2500℃)且具有燒結(jié)助劑的情況下才能獲得高密度產(chǎn)品,有時(shí)還必須借助熱壓燒結(jié)法才能達(dá)到期望密度(>95%),這就導(dǎo)致非氧化物陶瓷的是生產(chǎn)成本普遍比氧化物陶瓷高。
表1.列舉一些非氧化物陶瓷的特性及用途
其中有些陶瓷材料,如Si3N4、SiC等有可能在高效率的發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)中獲得應(yīng)用,更引起科學(xué)工作者的濃厚興趣,因?yàn)檫@與精細(xì)的工業(yè)國(guó)家亟待解決的能源問(wèn)題密切相關(guān)。但作為新型材料,這些非氧化物陶瓷也是具有特殊魅力的材料。
在非氧化物中,碳化物、氮化物作為結(jié)構(gòu)材料而引人注目,是因?yàn)檫@些材料的原子鍵類(lèi)型大多是共價(jià)鍵,所以在高溫下抗變形能力強(qiáng)。