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与大多数金属，聚合物和复合材料相比，特种陶瓷具有更出色的高温热机械性能，比如说氮化硅，就被誉为是“综合性能最好的结构陶瓷”，但材料学家依旧有本事将它再玩出花样，比如说赛隆陶瓷Sialon就是这样一个例子。   赛隆陶瓷Sialon是指一类以硅（Si）为基底合成铝（Al）、氧（O）、氮（N）的陶瓷材料，是由Al2O3中的Al原子和O原子部分置换Si3N4中的Si原子和N原子形成。根据赛隆陶瓷的制备工艺特点，我们也可以简单得将“赛隆陶瓷”理解为氮化硅的陶瓷化合物，它比氮化硅相比更容易烧结，并且有较好的抗氧化性。  Sialon有α、β、Ｏ三个相，尤其以前两种最为常见。若没特别说明，一般指的Sialon会是β相。 其中，β-Sialon的结构与β-Si3N4相似，只是部分的Si与N原子位置分别被Al与O替代，化学通式为Si(6-Z)Al(Z)O(Z)N(8-Z)，其中Z值在0~4.2之间，Z越大代表抗氧化能力越强，而热传导越差。 α-Sialon的结构与α-Si3N4相似，一样是部分的Si与N原子位置分别被Al与O替代，但是会有金属阳离子在其中作电价荷补偿，化学通式为M(x)(SiAl)12(ON)16，其中M为金属阳离子（Li/Ca/Mg….)，而X值在0~2之间。 Ｏ-Sialon的结构与氮氧化硅相似，一样是部分的Si与N原子位置分别被Al与O替代，Ｏ-Sialon是所有的Sialon中含氧量最高的，因此抗氧化性较α-Sialon与β-Sialon来得好。 以下是β-Sialon和α-Sialon的性能对比图及电镜对比图   前面也提了，Sialon是氮化硅与氧化物的固溶体，因此它在性能上综合了Si3N4优异的物理、力学性能和Al2O3优异的化学性能，从而具有诸多优良性能——如高硬度、热膨胀系数低、粘性强不易产生裂纹的高韧性以及优异的耐热性、耐磨耗性、抗氧化性就是Sialo的一大特征。它与其他常见的特种陶瓷材料相比，差异主要表现在： ①强度：虽然赛隆陶瓷的室温强度低于硬质合金，但明显高于氧化铝陶瓷。甚至某些赛隆陶瓷强度会随着温度的升高而提高，直至1400℃，因此赛隆陶瓷还具有“超强度材料”之称； ②硬度：赛隆陶瓷的室温硬度并不是很高，但其随着温度的上升，硬度的保持性明显优于硬质合金及其他陶瓷，一般高于400℃时硬度就能远高于其他二者，而且能保持到1000℃以上； ③耐磨性：赛隆陶瓷在高温下具有良好的硬度保持性，而材料的耐磨性主要取决于其硬度，因此它不仅在室温下环境下耐磨，高温下也同样有着出色的耐磨性； ④抗蠕变性：赛隆陶瓷在这一块具有极好的表现，特别是高温下使用产品时瞬时蠕变产生的变形对构件和工具极为有害，而赛隆的玻璃相通过热处理转化为结晶时抗蠕变性可以保持到1400℃； ⑤抗热冲击性：赛隆陶瓷与其他材料最为显著的差别之一就在热膨胀系数上，这一特性配合以高的断裂韧性使其具有优良的耐热冲击性。 赛隆陶瓷作为一种性能优异的新型高温结构陶瓷，在军事工业、航空航天工业、机械工业和电子工业等方面都有广阔的应用前景，主要有以下几方面。 Sialon陶瓷具有机械特性高，耐磨耗性优异等性能，赛隆陶瓷已在机械工业上用于制造轴承、密封件、焊接套筒和定位销及磨损件等，不仅能够经受住成千上万次的循环而不磨损，而且还能承受大量冲击，使用寿命与普通材料相比大大增长，在实际生产中对减少停工时间、提高产量具有重要意义。  Sialon陶瓷具有突出的不湿润行为和耐熔铝腐蚀的特性，在空气中的最高工作温度为1200℃，抗热震性为900℃，即使在最苛刻的铝加工环境中也很稳定。因此被广泛用于有色金属熔融金属处理，特别是铝及其合金，包括铝压铸金属进料管，燃烧器和浸入式加热管，有色金属喷射器，热电偶保护管，坩埚和钢包。 Sialon陶瓷除了继承了氮化硅的韧性外，还具有优异的耐热性，在高温下有高的机械强度，耐热冲击性和耐磨性，其热硬性优于WC-Co硬质合金和氧化铝，刀尖温度大于1000℃时仍可进行高速切削，因此在非常难切削的高温合金的高速加工中表现极为卓越。由于切削加工发生在被加工材料已经发生软化的高温下，刀具寿命更长（相对于硬质合金刀具，材料总切除量可提高3倍）。
塞隆陶瓷还可制作透明陶瓷（高压钠灯灯管、高温红外测温仪窗口），以及用作生物陶瓷、制作人工关节等。 粉体圈NANA整理 |
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