纯净的 Si3N4 是 3119，它具有α、β两种晶体结构。这两种结构都是六角星形， 它在空气中的分解温度是 1800℃，在 011MPa 氮气中的分解温度是 1850℃。Si3N4 的特点是导热率高、热膨胀系数低，所以它的耐热冲击性能优异。Si3N4 经过热 压烧结温度达到 1000℃之后，将其置于冷水之中也不会发生破裂损坏。

在温度不是很高的情况下，Si3N4 的强度和抗冲击性能都比较好，但，当温 度高于 1200℃时，Si3N4 会随着使用时间的增加出现一定程度的损坏，这样会造 成 Si3N4 强度的下降；当温度高于 1450℃时，Si3N4 更加容易出现疲劳损坏。由 于上述特点，Si3N4 的使用温度大体上保持在 1300℃及以下。

Si3N4 具有较低的理论密度，它与钢以及工程超耐热合金钢相比要轻，所以， 若对于材料要求其拥有高强度、低密度、耐高温等特点，我们可以使用 Si3N4 陶 瓷来取代合金钢。

Si3N4 陶瓷是性能优良的高温工程材料，将其在高温领域中使用，可以发挥 它最大的优势。Si3N4 在以后的发展中具有以下方向：

1、大力发展和充分利用 Si3N4 自身的性能优势；论文网

2、在 Si3N4 粉末烧结过程中，发现一些新型助溶剂，探寻现有助溶剂的最 佳成分；

3、改良和完善制粉、成型以及烧结的工艺；

4、研究 Si3N4 与 SiC 等材料，实现它们的复合化，从而得到其他的性能较 好的复合材料。

Si3N4 陶瓷等材料应用于汽车发动机，为新型高温结构材料的发展开创了新 的局面。汽车工业是一门多学科性工业，拥有各种科技知识。我国在古代时期， 在陶瓷艺术方面曾有过辉煌的成绩，进入改革开放以后，基于之前的历史，今后 的中国也一定能够在陶瓷事业的发展上创下新的业绩，跻身于世界汽车工业强国 之列。在温度特别高的情况下也能维持正常运行状态：在一千两百摄氏度的温度 时，保持强度稳定不下降；耐热性能极好，会保持固态不熔化，等到一千九百摄 氏度才可能发生化学变化，不易受到化学腐蚀，性能良好；大部分的无机酸以及 含量低于百分之三十的氢氧化钠溶液对它都没有影响，大部分的有机酸都对它没 有腐蚀作用；这也被认为是一类性能较高的、绝缘强度较好的材料。

因为 Si3N4 轻便、强度大，所以能够运用在滚珠轴承制作方面。精度较高， 比一般的金属轴承更高，基本不用散热。耐高温性能较高、耐腐蚀性能也较强， 能够很好的在其中运行[4]。运用 Si3N4 陶瓷来研究出的蒸汽喷嘴物理特性比较好，

在六百五十摄氏度的锅炉内部使用时一段较长的时间后，基本没有出现磨 损。但是除此以外的耐热、抗腐蚀的合金钢的喷嘴，在相同情况下，只能运行较 短一段时间。

要实现柴油发动机的冷态起动是比较困难的，为解决这一问题，中科院上海 硅酸盐研究所与机电部上海内燃机研究所合作研发了 Si3N4 电热塞。这种电热塞 能够在直喷式或非直喷式柴油机上使用，Si3N4 电热塞是现今位于前列的、最理 想的柴油发动机点火装置[5]。日本原子能研究所和三菱重工业公司合作研发了一 款新型的粗制泵。泵的转子由 11 个 Si3N4 陶瓷转盘组合而成。组成该泵的 Si3N4 陶瓷转子的热膨胀系数较小并且该泵的空气轴承十分精密，所以该泵在没有润滑 油和冷却介质的情况下也能够照常工作。若将这种泵与超真空泵如涡轮-分子泵 组合，就能够在核聚变反应堆或半导体处理设备中应用。

上面是 Si3N4 陶瓷的几个实际应用的例子。伴随 Si3N4 粉末的生产、成型，烧 结以及加工技艺的不断完善，Si3N4 陶瓷的性能以及使用的可靠性也将不断提升， Si3N4 陶瓷使用范围将更加广阔。