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工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計的常用材料及特性---氧化鋯和氮化硅

發(fā)布時間:2022-07-01 文章來源:

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  1、氧化鋯——永不磨損

  氧化鋯是另外一種高性能陶瓷原料。氧化鋯的使用范圍之所以超過氧化鋁,是因為它堅韌的特性使其更易抵抗破裂,氧化鋯的顆粒較細小,這樣使得由它制成的表面涂層更為圓潤,也使其適用于制作刀具、活塞、軸承產(chǎn)品,甚至是華麗的首飾制品。

  超精細氧化鋯或碳化鈦粉可用于手表的生產(chǎn)。這些粉末在壓制成型后,再在1450攝氏度的溫度進行燒結(jié),再用鉆石沙拋光使其表面更為光亮、更具金屬感。

  材料特性:極佳的強度及斷裂韌度;超硬,超耐磨性;化學(xué)穩(wěn)定性極佳;耐高溫,可至2400攝氏度;致密;低導(dǎo)熱性(是氧化鋁的20%)

  典型用途: 這些先進陶瓷原料被用于手表之后,它的變面光滑型和所具有的堅韌性,使得氧化鋯成了制作切割道具及廚房刀具完美的陶瓷原材料。氧化鋯還因它優(yōu)良的導(dǎo)電性應(yīng)用于汽車氧氣傳感器上。其它還包括一些在醫(yī)療生物應(yīng)用及泵閥、泵機械密封件的應(yīng)用。

  2、氮化硅——超強耐壓

  氮化硅是世界上最硬的三種材料之一。它的硬度僅次于金剛石和六方氮化硅晶體。氮化硅于60年代被一群工程師在尋找能經(jīng)受噴氣發(fā)動機內(nèi)部惡劣運行環(huán)境的材料時發(fā)現(xiàn)。

  陶瓷非常堅硬,具有極佳的耐磨損耗性能和壓縮性能,而氮化硅則是陶瓷中最具這種特性的材料之一,它呈深灰色或黑色,具有鏡面般光潔的表面。50年代的科幻小說作家曾經(jīng)幻想過由氮化硅制成可以飛的杯子。

  氮化硅具有極強的抗壓能力,測量出來它能承受的標準壓力是每平方英寸能忍受400萬磅的壓力,可以粗略的換算是相當于80頭大象站在一個方糖塊上,或是用一根直徑為1英寸的繩子去拉50輛汽車。而且氮化硅的表面極為光滑。氮化硅的這些特性使其成為制作軸承最常規(guī)的材料。

  材料特性:摩擦力比鋼低80%;比鋼堅硬3倍;比鋼輕60%;運轉(zhuǎn)時溫度比鋼低。

  典型用途: 常用于航天飛機的主引擎、軍用導(dǎo)彈、陀螺儀。氮化硅的超硬度使其成為諸如海洋的魚卷軸、自行車賽車、滑冰鞋、溜冰板等產(chǎn)品中軸承的主要材料。


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