賽隆陶瓷與氮化矽陶瓷

現代 科技需要具備更優異機械、熱學及化學性質的陶瓷材料。同時，賽隆（Sialon）與氮化矽陶瓷具有高硬度、耐磨性及熱穩定性。結合氮化矽與氧化鋁，使賽隆具備斷裂韌性與抗氧化性。氮化矽的低熱膨脹係數與高熱導率，非常適合高溫應用。航太、汽車及電子產業使用此類陶瓷，以提升引擎零件、切削刀具及半導體製程設備的性能。因此，它們能在嚴苛環境中提升效能與耐用性。

關於賽隆與氮化矽陶瓷 

Sialon 陶瓷

矽、鋁、氧和氮構成賽隆陶瓷，這是一種精密材料。賽隆是通過用鋁和氧取代氮化矽（Si3N4）中的矽和氮原子而製成的。這提高了韌性和熱穩定性。賽隆可分為α（α）、β（β）或混合相。α賽隆是一種單相材料，具有高硬度和高溫抗氧化性，適用於嚴重磨損的應用。.

Beta sialons 因其交錯的晶粒結構、斷裂韌性和抗熱震性，適用於切削工具和耐磨部件。混合相賽隆結合了α和β相的特性，在高溫應用中平衡了硬度和韌性。

氮化矽陶瓷

高效能氮化矽陶瓷（Si3N4）以矽和氮為基礎。這些氮化矽陶瓷以高強度、斷裂韌性、熱穩定性及抗氧化性著稱。氮化矽可透過反應結合、燒結或熱壓方式製成。將矽粉末壓胚進行氮化處理，可形成多孔且具抗性的反應結合氮化矽（RBSN）。燒結氮化矽（SSN）在添加氧化釔或氧化鋁燒結時，可產生緻密陶瓷，具有更高的機械特性，適用於軸承和渦輪元件。熱壓氮化矽（HPSN）在同時施加熱與壓力的條件下製造，是一種緻密陶瓷，具備卓越的機械強度和熱導率，適用於高效能引擎元件和電子基板。.

燒結製程

氮化矽陶瓷燒結

在氮化矽（Si3N4）陶瓷燒結過程中，生坯被緻密化為堅固的結構。為避免分解，可在1750°C-1850°C的氮氣中進行無壓 燒結 。氣壓燒結（GPD）在施加高達10 MPa的氮氣壓力時提高緻密化程度。它可將燒結溫度降至1700°C，並達到接近理論密度。熱等靜壓（HIP）通過結合高溫（1600°C-1800°C）與等靜壓氣體壓力（100-200 MPa）來提高機械性能。必須調控燒結溫度、壓力和環境，以獲得更好的晶粒生長、機械強度和更低的孔隙率。

賽隆陶瓷的燒結

在燒結β′-sialon陶瓷時，與氮化矽有相似之處，但也有差異。雖然兩者都使用高溫燒結，但sialon可能需要Y2O3和MgO來形成液相並提高緻密化。添加劑可將燒結溫度降低至1600°C-1750°C，並產生瞬態液相。它溶解並再沉澱晶粒，以實現均勻的顯微組織生長。溶解-擴散-再沉澱燒結過程影響晶粒尺寸和形狀。顯微組織控制可提高斷裂韌性和耐磨性。因此，添加劑和燒結參數對於高性能sialon陶瓷至關重要。.

賽隆和氮化矽陶瓷的應用

一般應用

高硬度、耐磨耗特性及溫度穩定性使賽隆（Sialon）與氮化矽（Si3N4）陶瓷成為切削刀具和研磨材料的理想選擇。賽隆陶瓷能在高速和高溫下保持刀具鋒利，因此可減少刀具更換頻率。氮化矽則可提升高速鑄鐵及硬鋼加工的生產力。汽車引擎零件和渦輪增壓器需要此類陶瓷。其低熱膨脹係數與優異的抗熱震性，使其在嚴苛環境下依然耐用。高耐磨性、低摩擦係數及延長的使用壽命，可提升工業設備軸承與滾輪的效能，進而降低維護成本。.