高强韧氮化硅陶瓷

缺陷控制实现双高性能

通过振荡压力与热等静压烧结控制微孔和微裂纹，同步提升强度与韧性，突破结构陶瓷的应用瓶颈。

Qianlong, Fu · Fu, Jinxiu · Juan, Wang · 李双 · Zhao, Yang

Ceramics International 2024

具体参数

抗弯强度

{'zh': '1630', 'en': '1630'} MPa

断裂韧性

{'zh': '7.1', 'en': '7.1'} MPa·m¹/²

烧结温度

{'zh': '1750', 'en': '1750'} °C

技术优势

强度与韧性双高

振荡压力促进晶粒滑动和变形，消除晶界微孔并加速β-Si₃N₄晶粒生长，使材料同时获得高抗弯强度和高断裂韧性。

缺陷消除彻底

振荡压力结合热等静压能有效消除烧结过程中晶界处滞留的气孔，避免了微孔和微裂纹导致的应力集中。

工艺简单可控

仅通过调节烧结过程中的压力模式即可实现缺陷控制，无需引入复杂的添加剂或后续处理，易于工程化放大。

应用场景

• 高级陶瓷轴承：替代金属轴承，利用高强韧陶瓷的耐磨耐高温特性，提升轴承寿命和转速。
• 航空发动机叶片：用作涡轮叶片，承受高温和应力，减轻重量并提高发动机效率。
• 精密机械零件：制造精密零件，如阀芯、密封件，凭借高强度实现薄壁轻量化。
• 3D打印陶瓷原料：作为打印原料，其高致密度坯体可直接烧结成复杂形状零件。