在有色金屬(Zn, Cu, Al等)冶煉中，被大量用作熱餾器、精餾塔托盤(pán)、電解槽側(cè)墻、管道、坩堝等。在石油化工上用作脫硫爐、油氣發(fā)生器等。當(dāng)SiC含大于90%時(shí)，主要用以制造耐中等高溫的爐窯構(gòu)件。SiC含量小于83%時(shí)，屬低品位耐火材料，主要用于出鐵槽、鐵水包等的內(nèi)襯。氮化硅具有較高的遷移率，飽和漂移速度以及高臨界擊穿場(chǎng)強(qiáng)等特性，因此是良好的微波和高頻器件材料，現(xiàn)已應(yīng)用在相控陣?yán)走_(dá)、通信廣播系統(tǒng)等領(lǐng)域。對(duì)于技術(shù)含量相對(duì)較高的納米級(jí)別氮化硅粉體的供應(yīng)尚處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。所以發(fā)展粒度更加細(xì)小的納米級(jí)氮化硅產(chǎn)品將會(huì)是未來(lái)科技進(jìn)步，生產(chǎn)工藝的需要。

燒結(jié)助劑的影響

氮化硅屬于強(qiáng)共價(jià)鍵化合物，依靠固相擴(kuò)散很難燒結(jié)致密，必需添加燒結(jié)助劑，如MgO、Al2O3、CaO和稀土氧化物等，在燒結(jié)過(guò)程，添加的燒結(jié)助劑中可以與氮化硅粉體表面的原生氧化物發(fā)生反應(yīng)，形成低熔點(diǎn)的共晶熔液，利用液相燒結(jié)機(jī)理實(shí)現(xiàn)致密化。

然而，燒結(jié)助劑所形成的晶界相自身的熱導(dǎo)率較低，對(duì)氮化硅陶瓷熱導(dǎo)率具有不利影響，如氮化硅陶瓷常用的Al2O3燒結(jié)助劑，在高溫下會(huì)與氮化硅和其表面氧化物形成SiAlON固溶體，造成晶界附近的晶格發(fā)生畸變，對(duì)聲子傳熱產(chǎn)生阻礙，從而大幅度降低氮化硅陶瓷的熱導(dǎo)率。因此選用適合的燒結(jié)助劑，制定合理的配方體系是提升氮化硅熱導(dǎo)率的關(guān)鍵途徑。

氧化物類(lèi)燒結(jié)助劑是氮化硅陶瓷常用的燒結(jié)助劑體系，常見(jiàn)的為金屬氧化物和稀土氧化物的組合。研究表明，氮化硅陶瓷的熱導(dǎo)率隨著燒結(jié)助劑稀土元素陽(yáng)離子半徑的增大有減小的趨勢(shì)；與添加MgO助燒結(jié)相比，添加CaO助燒結(jié)不利于氮化硅柱狀晶的生長(zhǎng)，熱導(dǎo)率及強(qiáng)度普遍較低，但硬度較高。事實(shí)上Y2O3－MgO體系的燒結(jié)助劑是高導(dǎo)熱氮化硅材料應(yīng)用比較廣泛的燒結(jié)助劑體系。

這種自增韌具是一種適合切削冷硬鑄鐵和淬硬鋼的刀具材料, 特別適合于斷續(xù)切削。在氮化硅基體中添加適量金屬碳化物等復(fù)合強(qiáng)化劑, 利用復(fù)合強(qiáng)化效應(yīng)制成的氮化硅復(fù)合陶瓷, 其性能比熱壓氮化硅陶瓷優(yōu)越得多。在 Si 3 N 4 中添加 Al 2 O 3 、Y 2 O 3 、TiC、TiN 和MgO 等成分, 可以采用冷壓燒結(jié)而降低成本。B- 賽隆就是在 Si 3 N 4 中加入 Al 2 O 3 燒結(jié)而成, 兼有 Al 2 O 3 和 Si 3 N 4 的特性, 其熱硬性比硬質(zhì)合金和Al 2 O 3 都高, 刀尖溫度高于 1 000 e 時(shí)仍可高速切削。其特點(diǎn)是可提高切削速度, 加大進(jìn)給量, 提高

金屬切削率, 延具壽命。納米材料是近年來(lái)研究的熱點(diǎn), 廣泛應(yīng)用到材料科學(xué)的各個(gè)方面。以Si- C- N 納米微粉為增強(qiáng)相, 以Si3 N4 為基體, Y2 O3 、La2 O3 為燒結(jié)助劑, 采用熱壓法制備了SiCp - Si3N4 納米復(fù)相陶瓷。其室溫、高溫力學(xué)性能比氮化硅單相陶瓷有較大提高, 斷裂韌性分別為11.78Mpam1/2 和14.69Mpam1/2 (1350℃)抗彎強(qiáng)度分別為934 MPa 和 696 MPa( 溫度 1 350℃)

氮化硅是在人工條件下合成的化合物。雖早在140多年前就直接合成了氮化硅，但當(dāng)時(shí)僅僅作為一種穩(wěn)定的“難熔”的氮化物留在人們的記憶中。二次大戰(zhàn)后，科技的迅速發(fā)展，迫切需要耐高溫、高硬度、高強(qiáng)度、抗腐蝕的材料。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的努力，直至1955年氮化硅才被重視，七十年代中期才真正制得了高質(zhì)量、低成本，有廣泛重要用途的氮化硅陶瓷制品。