非氧化物陶瓷

非氧化物陶瓷可作為耐1000℃以上高溫結構陶瓷材料使用，雖然自身及其與金屬的連線問題制約了它的工程使用，但它作為高溫結構材料其套用前景非常廣闊。

基本信息

• 中文名：非氧化物陶瓷
• 英文名：Non oxide ceramics

• 套用對象：碳化物陶瓷、氮化物陶瓷
• 原材料：碳化矽、氮化矽、氮化鋁

原料簡介

氮化鋁

氮化鋁是共價鍵化合物，屬於六方晶系，鉛鋅礦型的晶體結構，呈白色或灰白色。有報告指現今大部分研究都在開發一種以半導體（氮化鎵或合金鋁氮化鎵）為基礎且運行於紫外線的發光二極體，而光的波長為250納米。在2006年5月有報告指一個無效率的二極體可發出波長為210納米的光波[1]。以真空紫外線反射率量出單一的氮化鋁晶體上有6.2eV的能隙。理論上，能隙允許一些波長為大約200納米的波通過。但在商業上實行時，需克服不少困難。氮化鋁套用於光電工程，包括在光學儲存介面及電子基質作誘電層，在高的導熱性下作晶片載體，以及作軍事用途。由於氮化鋁壓電效應的特性，氮化鋁晶體的外延性伸展也用於表面聲學波的探測器。而探測器則會放置於矽晶圓上。只有非常少的地方能可靠地製造這些細的薄膜。利用氮化鋁陶瓷具有較高的室溫和高溫強度，膨脹係數小，導熱性好的特性，可以用作高溫結構件熱交換器材料等。利用氮化鋁陶瓷能耐鐵、鋁等金屬和合金的溶蝕性能，可用作Al、Cu、Ag、Pb等金屬熔煉的坩堝和澆鑄模具材料。

氮化矽

氮化矽是一種重要的結構陶瓷材料。它是一種超硬物質，本身具有潤滑性，並且耐磨損，為原子晶體；高溫時抗氧化。而且它還能抵抗冷熱衝擊，在空氣中加熱到1000℃以上，急劇冷卻再急劇加熱，也不會碎裂。正是由於氮化矽陶瓷具有如此優異的特性，人們常常利用它來製造軸承、氣輪機葉片、機械密封環、永久性模具等機械構件。如果用耐高溫而且不易傳熱的氮化矽陶瓷來製造發動機部件的受熱面，不僅可以提高柴油機質量，節省燃料，而且能夠提高熱效率。我國及美國、日本等國家都已研製出了這種柴油機。

碳化矽

碳化矽（SiC）是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑（生產綠色碳化矽時需要加食鹽）等原料通過電阻爐高溫冶煉而成。碳化矽在大自然也存在罕見的礦物，莫桑石。碳化矽又稱碳矽石。在當代C、N、B等非氧化物高技術耐火原料中，碳化矽為套用最廣泛、最經濟的一種，可以稱為金鋼砂或耐火砂。目前中國工業生產的碳化矽分為黑色碳化矽和綠色碳化矽兩種，均為六方晶體，比重為3.20～3.25，顯微硬度為2840～3320kg/mm2。

套用領域

非氧化物陶瓷材料近幾十年取得了很大的發展，極大地推動了現代高新科技的進步，

非氧化物陶瓷圖片

在人類社會進步的歷程中有著巨大的促進作用，對經濟和國防建設做出了不可磨滅的貢獻。非氧化物陶瓷的化學組成不含氧，目前，非氧化物陶瓷主要包括碳化物陶瓷和氮化物陶瓷，其中碳化物陶瓷主要有碳化矽陶瓷、碳化鈦陶瓷、碳化硼陶瓷、碳化鎢陶瓷、碳化鋯陶瓷、碳化釩陶瓷、碳化鉻陶瓷等；氮化物陶瓷主要有氮化硼陶瓷、氮化鋁陶瓷、氮化鈦和氮化矽陶瓷等。非氧化物陶瓷原子間主要是以共價鍵結合在一起，因而賦予了其較高的硬度、模量、抗蠕變、抗氧化、耐腐蝕等基本性能，同時非氧化物陶瓷還有許多特殊電學、光學、生物化學性能，如導電性、導熱性、鐵電性、壓電性等。正因如此，非氧化物陶瓷具有很多氧化物陶瓷所不具有的特殊性能，適用於各種特殊用途的功能、結構材料，使用量正日益增多，適用範圍也在不斷擴大。近二十年來，非氧化物陶瓷的發展異常迅速，目前已經滲透到各個尖端科技領域，並有不斷擴大的趨勢。例如，空間技術、航海開發、電子技術、國防科技、無損檢測、廣播電視等領域中正在不斷湧現出性能優良的非氧化物陶瓷。材料的組成、結構和性能之間是息息相關的，特定的性能是與特定的化學組成和製備工藝分不開的。