高導熱氮化硅陶瓷材料的研究進展

原料粉體的影響

原料粉體是影響陶瓷物理、力學性能的關鍵因素，特別是對于高導熱氮化硅陶瓷，原料粉體的純度、粒度、物相會對氮化硅的熱導率、力學性能產生重要影響。由于氮化硅的傳熱機制為聲子傳熱，當晶格完整無缺陷時，聲子的平均自由程越大，熱導率越高，而晶格中的氧往往伴隨著空位、位錯等結構缺陷，顯著地降低了聲子的平均自由程，導致熱導率降低。

因此降低晶格氧含量是提高氮化硅熱導率的關鍵，而控制原料粉體中的氧含量則是降低晶格氧含量的有效手段。在高導熱氮化硅陶瓷的制備過程中，初始原料粉體分為硅粉體系和氮化硅粉體系。其中，以硅粉作為原料粉體的優勢是硅粉純度高，往往達到99.99％以上，粉體顆粒表面氧含量極低，這是氮化硅原料粉很難達到的。

焙燒過程對氮化硅陶瓷的性能有重要影響，作為非氧化物陶瓷，Si3N4是擴散系數低且難以燒結的共價鍵結合的化合物，通常通過添加燒結助劑，例如MgO，Y2O3.Al2O3.AlN等，在高溫下形成液相，加壓(熱壓，大氣壓或熱等靜壓)或化學反應以促進燒結，反應燒結方法簡單，燒結收縮小，成本低。適用于制造結構復雜，尺寸精度高，耐高溫，耐腐蝕和電絕緣的結構零件，但機械性能較差，可以通過重新結合來改善氮化硅陶瓷的性能。說到氮化硅陶瓷，相信許多消費者來說對這個你越來說是比較陌生的。近年來隨著我國科技的不斷提高，我們日常生活中所使用的材料也在發生著更新換代。氮化硅陶瓷，它是一種新型的高科技陶瓷，有著諸多的性能特點，而且非常容易加工，外觀效果看起來也非常優美，得到了現在陶瓷行業的青睞。

由于氮化硅與碳化硅、氧化鋁、二氧化釷、氮化硼等能形成很強的結合，所以可用作結合材料，以不同配比進行改性。

此外，氮化硅還能應用到太陽能電池中。用PECVD法鍍氮化硅膜后，不但能作為減反射膜可減小入射光的反射，而且，在氮化硅薄膜的沉積過程中，反應產物氫原子進入氮化硅薄膜以及硅片內，起到了鈍化缺陷的作用。這里的氮化硅氮硅原子數目比并不是嚴格的4:3，而是根據工藝條件的不同而在一定范圍內波動，不同的原子比例對應的薄膜的物理性質有所不同。

用于超高溫燃氣透平，飛機引擎，電爐等。