非氧化陶瓷
特点
①原料在自然界存在少,需要人工合成原料。
②原料合成和陶瓷烧结时,易产生氧化物,必须在保护气氛(Ar、N2)下进行。
③非氧化物一般是键能很强的共价键,因此难熔或难烧结。
与氧化物陶瓷不同的是,非氧化物陶瓷原子间主要是以共价键结合在一起,因此具有较高的硬度、模量、蠕变抗力,并且能将这些性能很大程度上维持到高温状态,这是氧化物陶瓷无法比拟的。劣势在于非氧化物陶瓷的烧结普遍困难,必须在极高温度(1500~2500℃)且具有烧结助剂的情况下才能获得高密度产品,有时还必须借助热压烧结法才能达到期望密度(>95%),这就导致非氧化物陶瓷的是生产成本普遍比氧化物陶瓷高。
表1.列举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发动机和燃气轮机中获得应用,更引起科学工作者的浓厚兴趣,因为这与精细的工业国家亟待解决的能源问题密切相关。但作为新型材料,这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、氮化物作为结构材料而引人注目,是因为这些材料的原子键类型大多是共价键,所以在高温下抗变形能力强。