新一代无机非金属材料-赛伦doc

1、新一代无机非金属材料赛伦黄金国材料同情息工程、能源工程和生物工程并列为当代新技术革命的支柱。近三四十年，在传统硅酸盐陶瓷的基础上， 出现了新一代无机非金属材料， 叫氧氮化硅铝或硅铝氧氮，即赛伦 (Sialon)。赛伦的化学通式为 Si6-xAl xOxN8-x 。在 1700 ， x 的极限值为 4.2，在 1400 时，极限值为 2.0，赛伦可以采用常压烧结或热压工艺制备，在氮化硅中添加氧化铝，用氧原子取代一部分氮， 用铝原子取代一部分硅， 生成均匀的固溶体并保持电中性。赛伦中 (Si,Al)(O,N) 4 四面体结构单元构成，其构成方式和 (Si,Al)O 4 四面体构成硅酸盐的方式类似。

2、赛伦以耐高温、高强度、超硬度、耐磨损、抗腐蚀等性能为主要特征，因此在冶金、机械、汽车、光学、医学等领域有重要应用。赛伦具有高硬度、韧性、热稳定性和低的热膨胀系数 (好的抗热冲击性 )，以及对有色金属无粘合现象等特点， 是新型的刀具材料。 这种材料制作的刀具没有冷却液也可工作， 比起硬质合金来具有切削速度高、 寿命长等特点， 被广泛用作钻头、丝锥和滚刀，用于加工铸铁、淬火钢、镍基高温合金和钛合金等。例如，赛伦刀具以 1525 米分进行高速切削，刀具寿命为硬质合金刀具的1012 倍，金属切除率高于硬质合金刀具的18 倍。利用赛伦耐磨、耐腐蚀，以及摩擦系数小，具有自润滑性(摩擦表面微量分解形成薄的气

3、膜 )的特性，可用做各种机械上的耐磨部件。如轴承，其工作温度可达 1200 ，比普通合金轴承的工作温度提高 2.5 倍，而工作速度是普通轴承的 10 倍，还可免除润滑系统，大大减少对铬、镍、锰等原料的依赖。又如用于制作水泵、砂浆泵、带腐蚀性的化工泵及有粉尘的风机中的耐磨、 耐腐蚀部件和密封件，其性能优越于其他材料。 特别当赛伦赛伦对磨时， 可在很高速度和压力下运转，再例如，焊接定位梢在工作时要承受很大的热应力和机械应力。 其他材料的定位梢寿命为七千次， 而赛伦做的定位梢寿命达五百万次。 此外，赛伦还用做钢的水平连注机上的分流环、晶体生长器具、坩埚、高炉炉下部内衬、铜铝合金管拉拔芯棒、压铸模具等

4、。赛伦具有耐高温、 高强度性能， 而且比一般金属材料轻得多， 所以可以用它代替金属制造发动机部件。例如，用赛伦制的汽车内燃机挺杆，运行六万千米，只磨损 0.76 微米。利用赛伦很好的电绝缘性和耐急冷急热性，可以用来做电热塞，用它进行汽车点火，使发动机起动时间从原来的 67 秒缩短到 12 秒，还可以不用担心寒冷天气汽车启动的困难。 1991 年我国的陶瓷发动机汽车从上海到北京试开了一个来回，试用情况表明，这种发动机不必水冷却并能大量节约汽油。赛伦可制成透明陶瓷， 用作大功率高压钠灯的灯管， 它在高温下与钠蒸气不发生作用，又能把 95以上的可见光传送出来。这种灯是目前世界上发光效率最高的灯。在相同功率下， 一只高压钠灯要比两只水银灯或十只普通白炽灯发出的光还要亮，寿命比普通白炽灯高 20 倍，可使用两万小时以上，是目前寿命最长的灯。赛伦可用于人体硬组织的修复， 使其功能得以恢复。 与其他材料相比， 赛伦和骨组织的化学组成比较接近， 生物相容性好， 在体内的化学稳定性、