氮化硅陶瓷簡(jiǎn)介
氮化硅(Si3N4)是一種由硅和氮組成的共價(jià)鍵化合物，1857年被發(fā)現(xiàn)，到1955年，其作為陶瓷材料實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)。氮化硅的強(qiáng)度很高，尤其是熱壓氮化硅，是世界上最堅(jiān)硬的物質(zhì)之一，具有優(yōu)異的耐高溫、抗酸堿和金屬液侵蝕、抗氧化、耐磨、高強(qiáng)度和高韌性以及低介電常數(shù)和低介電損耗等本征性質(zhì)。
氮化硅陶瓷的應(yīng)用
氮化硅陶瓷因具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨性能和獨(dú)特的電性能，而被應(yīng)用于航天軍工、機(jī)械工程、通訊、電子、汽車、能源、化工生物等領(lǐng)域。
在冶金工業(yè)上：制成馬弗爐爐膛、燃燒嘴、坩堝、鑄模、鋁液導(dǎo)管、熱電偶測(cè)溫保護(hù)用套管、發(fā)熱體夾具、鋁電解槽襯里等熱工設(shè)備上的部件；
在化學(xué)工業(yè)上：制成泵體、密封環(huán)、燃燒舟、球閥、熱交換器部件、過濾器、固定化觸媒載體、蒸發(fā)皿等；
在機(jī)械工業(yè)上：制成軸承、高速車刀、金屬部件熱處理的支承件、轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)刮片、燃?xì)廨啓C(jī)的導(dǎo)向葉片、渦輪葉片等；
在航空、半導(dǎo)體、原子能等工業(yè)上：用于制造薄膜電容器、承受高溫或溫度劇變的電絕緣體、功率半導(dǎo)體器件中的導(dǎo)熱基板、開關(guān)電路基片、天線罩透波材料、導(dǎo)彈尾噴管、原子反應(yīng)堆中的隔離件和支承件、核裂變物質(zhì)的載體等；
醫(yī)療行業(yè)：氮化硅具備出色的生物相容性、生物活性、抗細(xì)菌性、骨親和力，而且可以提供特別光滑和耐磨的表面，在醫(yī)療工業(yè)中是制造外科螺釘、板和軸承的材料，被用于假肢髖部、膝關(guān)節(jié)和牙科植入物等應(yīng)用中，此外，氮化硅復(fù)合材料也可用于頸椎間隔器和脊柱融合裝置。
氮化硅陶瓷晶體結(jié)構(gòu)
氮化硅常見的主要有兩種晶體結(jié)構(gòu)：α相與β相，前者為針狀結(jié)晶體，呈白色或灰白色，后者顏色較深，呈致密的顆粒狀多面體或短棱柱體，兩者均屬于六方晶系。
一般來說，高質(zhì)量的Si3N4粉應(yīng)具有α相含量高，組成均勻，雜質(zhì)少且在陶瓷中分布均勻，粒徑小且粒度分布窄及分散性好等特性。好的Si3N4粉中α相至少應(yīng)占90%，這是由于Si3N4在燒結(jié)過程中,部分α相會(huì)轉(zhuǎn)變成β相，而沒有足夠的α相含量，就會(huì)降低陶瓷材料的強(qiáng)度。
XRD在氮化硅陶瓷分析中的應(yīng)用
X射線衍射(XRD)是材料領(lǐng)域研究的一個(gè)必不可少的工具，不論是對(duì)未知物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)解析，還是對(duì)多相混合物的物相進(jìn)行鑒定，XRD都發(fā)揮了不可或缺的作用。
Si3N4的α相和β相是同質(zhì)異晶體，使用X射線衍射儀（XRD）技術(shù)可以很容易檢測(cè)其中α相與β相的含量，能為Si3N4的研發(fā)、質(zhì)量管控、生產(chǎn)等提供了有力的數(shù)據(jù)支持。浪聲界FRINGE 桌面式X射線衍射儀操作簡(jiǎn)單，同時(shí)具有高分析速度、極低的檢測(cè)限和強(qiáng)穩(wěn)定性等特點(diǎn)，非常適用于氮化硅陶瓷領(lǐng)域。
應(yīng)用案例
使用界FRINGE 對(duì)客戶的Si3N4材料進(jìn)行檢測(cè)分析，采集樣本的衍射圖譜，測(cè)量分析氮化硅的物相。
從分析結(jié)果表明FRINGE采集衍射圖譜，CrystalX軟件分析后展示Si3N4精密陶瓷樣品含有92.10% α相Si3N4及7.90% β相Si3N4。
