一、氮化硅陶瓷保护套管产品介绍:
氮化硅(Si₃N₄)是一种通过强共价键结合的高性能陶瓷材料,其微观结构由细长的β-Si₃N₄晶粒交织构成,赋予材料极高的本征强度与韧性。在物理性能方面,氮化硅最突出的特点在于其极低的热膨胀系数(约3.2×10⁻⁶/℃)和较高的导热系数(约20-30 W/m·K),这两个关键参数的组合使其在温度变化时能保持优异的尺寸稳定性。
二、主要特性与技术优势
1、机械性能:
维氏硬度可达1600 HV以上(HRA 90+)。
抗弯强度高达600-800 MPa。
兼具高韧性,能够承受复杂机械载荷而不易断裂或变形。
2、耐高温性能:
在空气中可稳定工作至1200℃。
保护气氛下甚至可达1400℃。
低热膨胀系数(3.0×10⁻⁶/℃)和优异抗热震性(可耐受1000℃至冷水的急变温差)。
3、耐腐蚀性:
对酸、碱及多种腐蚀性介质(如熔融盐、有机溶剂)具有极强的抵抗力。
在30%浓度以下的烧碱溶液中几乎无腐蚀。
与氢氟酸外的无机酸反应极弱。
4、自润滑性:
表面氧化生成的SiO₂薄膜可显著降低摩擦系数(0.02-0.1)。
减少密封界面磨损,磨损率仅为传统金属材料的1/10。
三、 应用领域
航空航天:发动机燃烧室附近的部件、承受剧烈温度变化的环境。
能源电力:超临界燃煤电站的过热器、核能领域高温气冷堆的氦气换热管(750℃/7MPa)。
化工设备:强酸环境下的阀门密封系统、石化反应器中的高温介质保护。
金属加工:铝电解槽、铜合金连铸等高温熔体装备;铝液粘附量降低95%,寿命延长10倍。
参数类别 | 具体指标 | 备注 |
常见规格 | φ205x20x15MM, 170x20x10MM等 | 可根据需求定制 |
工作温度 | 空气中≤1000℃, 保护气氛中≤1400℃ | 无熔点,1850℃左右分解 |
热导率 | 20-25 W/m·K | 是氧化铝的7-10倍 |
热膨胀系数 | 2.4-3.5×10⁻⁶/℃ | 与硅芯片(4×10⁻⁶/℃)高度匹配 |
体积电阻率 | 1.1×10¹² Ω·m(常温) | 高温下(1200℃)仍能维持10¹² Ω·cm以上 |