耐磨氮化硅陶瓷，在机械性能和导电性方面的优势及应用

氮化硅陶瓷，化学式为Si3N4，是一种杰出的结构陶瓷材料，以其超硬的质地和独特的润滑性而备受瞩目。此外，其出色的耐磨性也使其成为众多应用领域的理想选择。氮化硅陶瓷属于原子晶体，不仅能在高温下保持抗氧化性能，更能承受冷热的剧烈冲击。即使在空气中加热至1000℃以上，随后迅速冷却并再次加热，它也能保持完整，不发生碎裂。因此，氮化硅陶瓷在制造水平连铸分离器方面发挥着重要作用，这些分离器用于钢液的分离机。其高强度、高精度、高可靠性和高技术要求使其成为连铸工艺中的关键组件。

氮化硅(SI3N4)有两种品型，均属六方晶系，两者都是四面体共用顶角构成的三维空间网络，相在高温下可转变为β相，但一般认为两相在结构上只有对称性的差别(α相对称性较高)，而无高低温相之分。晶相是特种陶瓷的基本组成每种特种陶瓷材料的主晶相决定了材料的性能如氮化硅陶瓷中的主晶相是si：N由于氮化硅品格中氮硅原子间的键力很强，高温下很稳定，在分解前仍能保持较高的强度，同时6i 2N4的热膨胀系数很小所以，氮化硅具有高硬度，优良的耐磨、耐蚀和热稳定性，是一种重要的高温结构材料。

氮化硅陶瓷的裂纹扩展特性主要表现为初始短裂纹的快速扩展。当达到临界温差TC时，其抗压强度会突然下降，随后进入裂纹准静态扩展阶段。在未进行热震试验的情况下，添加了40%的Si3N4粉末的试件B具有最高的抗拉强度。然而，完全由-Si3N4粉末制备的试件D展现出最佳的耐热震性能，其临界热震温差TC达到600℃。这表明，在纳米尺度范围内，晶粒较粗的氮化硅陶瓷具有较好的耐热震性。

氮化硅是一种共价化合物，其分子之间通过极强的共价键紧密结合，因此具有极高的强度和熔点。这种强烈的共价键合赋予了氮化硅陶瓷出色的物理和化学性质，使其在高温和恶劣环境下仍能保持稳定。
氮化硅材料之所以容易受到熔盐腐蚀，主要是因为其表面形成的SiO2保护膜被熔盐所溶解。这种溶解过程通常会导致硅酸盐的形成。这些腐蚀产物在高温下呈现液态，使得氧气能够更快速地通过液态硅酸盐进入基体，从而加速了腐蚀过程。随着腐蚀的进行，大量生成的SiO2会继续被熔盐溶解，并在材料表面形成蚀坑。此外，腐蚀过程中还会产生气体的溢出，这进一步使得基体材料与氧气接触，从而加剧了腐蚀力度。这种连续的腐蚀过程最终导致材料性能的降低和失效。