氮化矽陶瓷英文解釋翻譯、氮化矽陶瓷的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 silicon nitride ceramics

分詞翻譯：

氮化矽的英語翻譯：

【化】 silicon nitride

陶瓷的英語翻譯：

【電】 ceramic

專業解析

氮化矽陶瓷 (dàn huà guī táo cí)

英文對應術語： Silicon Nitride Ceramic

詳細解釋：

氮化矽陶瓷是一種重要的先進工程陶瓷材料，以矽(Si)和氮(N)元素為主要成分，化學式為Si₃N₄。它并非天然存在，而是通過人工合成（如反應燒結、熱壓燒結、氣壓燒結等方法）制備而成的高性能陶瓷。其核心價值在于其獨特的綜合性能組合，使其在極端或高要求的工程環境中成為金屬或其他傳統材料的理想替代品。

主要特性與優勢：

卓越的機械性能：
- 高硬度：硬度僅次于金剛石、立方氮化硼等少數幾種材料，通常在莫氏硬度9級左右，具有優異的耐磨性。這使得它非常適合制造切削工具、軸承、密封環等承受摩擦磨損的部件。
- 高強度與高韌性：相較于大多數陶瓷，氮化矽具有較高的抗彎強度和優異的斷裂韌性。這種抵抗裂紋擴展的能力是其關鍵優勢之一，尤其是在承受機械沖擊或熱沖擊的應用中。根據美國陶瓷學會（The American Ceramic Society）的技術報告，氮化矽的斷裂韌性顯著優于氧化鋁等傳統陶瓷。
- 低密度：密度通常在3.1-3.3 g/cm³之間，遠低于鋼鐵（約7.8 g/cm³），有利于實現輕量化設計，例如在航空航天和汽車領域。
優異的熱性能：
- 低熱膨脹系數：其熱膨脹系數非常低（約2.5-3.5 × 10⁻⁶/K），與某些金屬（如鑄鐵）或半導體材料（如矽）接近。這使得它在溫度變化時尺寸穩定性好，不易因熱脹冷縮而産生過大應力或開裂。
- 良好的抗熱震性：得益于低熱膨脹系數、適中的熱導率和較高的強度，氮化矽陶瓷能夠承受劇烈的溫度變化而不破裂，是高溫結構應用的理想候選材料。美國國家航空航天局（NASA）的研究指出其在高溫熱循環環境下的可靠性。
- 高溫強度保持性：在高溫下（可達1200°C甚至更高，取決于具體成分和微觀結構），氮化矽仍能保持相當高的強度和剛度，而金屬材料在此溫度下通常會嚴重軟化或蠕變。
良好的化學穩定性：
- 耐腐蝕性：對大多數酸（除氫氟酸外）、堿、熔融金屬（如鋁、鋅、鉛）以及高溫氧化環境具有優異的抵抗能力。這種惰性使其適用于化工、冶金等腐蝕性環境中的部件，如泵件、閥門、熱電偶保護管等。參考《工程陶瓷材料手冊》（Handbook of Advanced Ceramics）中關于其耐化學腐蝕性的描述。
- 抗氧化性：在高溫空氣中，表面會形成一層緻密的二氧化矽（SiO₂）保護膜，阻止進一步氧化。
其他特性：
- 絕緣性：是良好的電絕緣體，可用于高溫、高頻電子器件或基闆。
- 生物相容性：某些特定成分和表面處理的氮化矽展現出良好的生物相容性，已被探索用于骨科植入物（如脊柱融合器）。

主要應用領域：

機械工程：軸承（尤其是高速、高溫、真空或腐蝕環境下的軸承）、密封環、切削工具、耐磨部件（如噴砂嘴、泥漿泵部件）。
汽車工業：渦輪增壓器轉子、發動機搖臂鑲塊、火花塞絕緣體、排氣控制閥部件。
航空航天：發動機部件、高溫傳感器保護套。
電子與半導體：基闆、絕緣體、坩埚、散熱片、半導體制造設備部件（如蝕刻環）。
化工與冶金：耐腐蝕泵和閥門部件、熱電偶保護管、金屬熔煉坩埚或部件。
醫療：骨科植入物（研究與應用發展中）。

氮化矽陶瓷是一種高性能的人造陶瓷材料（Si₃N₄），以其高強度、高韌性、高硬度、優異的耐磨性、出色的抗熱震性、低熱膨脹系數、良好的高溫穩定性以及卓越的耐化學腐蝕性而著稱。這些特性使其在軸承、切削工具、高溫結構件、耐腐蝕部件、電子封裝以及新興的醫療植入物等領域具有不可替代的地位，是現代工業和尖端技術中不可或缺的關鍵材料之一。其性能數據和應用案例廣泛記錄于材料科學與工程領域的權威文獻和機構報告中。

網絡擴展解釋

氮化矽陶瓷是一種以高純度氮化矽（Si₃N₄）粉體為原料，通過高溫高壓工藝制備的共價鍵結構陶瓷材料。以下是其核心特性、應用領域及制備工藝的詳細解釋：

一、核心特性

力學性能
- 高硬度（摩氏硬度9-10級，僅次于金剛石）、高強度（抗彎強度可達800MPa以上）和優異耐磨性。
- 斷裂韌性顯著優于其他陶瓷材料，抗熱沖擊性能強（急冷急熱不易碎裂）。
熱學與化學性能
- 耐高溫（自然環境下1400℃，保護氣氛下1800℃），抗氧化性強，熱膨脹系數低。
- 耐腐蝕性強，可抵抗除氫氟酸和濃NaOH外的酸堿。
其他特性
- 低密度（比鋼輕60%）、自潤滑性、高絕緣性（耐5000KV高壓），導熱系數高，適合散熱場景。

二、主要應用領域

機械與工業
- 軸承球：因低密度、耐高溫、自潤滑特性，替代鋼質軸承，用于高速精密設備。
- 閥門、密封環：耐腐蝕和耐磨性使其適用于化工設備。
電子與能源
- 陶瓷基闆：高導熱性和絕緣性用于電子器件散熱。
- 光伏與半導體：耐高溫部件和晶圓加工設備。
航空航天與汽車
- 發動機葉片、渦輪部件等耐高溫結構件。

三、制備工藝

氮化矽陶瓷采用兩步氮化法：

預氮化：矽粉在1200℃氮氣中初步反應生成氮化矽，形成坯體。
高溫燒結：在1350~1450℃下二次氮化，形成緻密結構。

四、産業鍊與趨勢

氮化矽陶瓷産業鍊涵蓋粉體制備（高純度原料）→基闆與制品加工→終端應用（機械、電子等）。隨着技術進步，其在新能源、半導體領域的需求持續增長。

如需更完整信息，可參考來源、3、8、13等。