氮化硅陶瓷在四大领域的研究及应用进展

氮化硅陶瓷在四大领域的研究及应用进展一、本文概述氮化硅陶瓷作为一种高性能的无机非金属材料，凭借其出色的物理和化学性质，在多个领域均展现出广阔的应用前景。本文旨在全面综述氮化硅陶瓷在四大领域——航空航天、机械制造、电子信息以及生物医疗中的研究及应用进展。通过对相关文献的梳理和分析，本文旨在揭示氮化硅陶瓷在不同领域的应用现状，探讨其未来的发展趋势，并期望为相关领域的研究人员提供有益的参考和启示。在航空航天领域，氮化硅陶瓷因其高温稳定性、高强度和良好的抗热震性能而被广泛应用于发动机部件、隔热材料和结构材料等方面。在机械制造领域，氮化硅陶瓷的高硬度、高耐磨性和良好的化学稳定性使其成为刀具、轴承和耐磨零件等机械部件的理想材料。在电子信息领域，氮化硅陶瓷因其优良的绝缘性能、高介电常数和低介电损耗等特性而被广泛应用于电子封装、集成电路基板和高频通讯器件等领域。在生物医疗领域，氮化硅陶瓷的生物相容性、耐腐蚀性和机械强度等特性使其在牙科、骨科和外科医疗器械等领域具有广泛的应用前景。本文将分别对氮化硅陶瓷在四大领域的研究及应用进展进行详细阐述，分析其在不同领域的应用特点、优势及存在的问题，并探讨其未来的发展趋势。本文还将对氮化硅陶瓷的制备工艺、性能优化以及应用领域拓展等方面进行讨论，以期为推动氮化硅陶瓷的进一步应用和发展提供有益的参考。二、氮化硅陶瓷在航空航天领域的研究及应用氮化硅陶瓷以其独特的物理和化学特性，在航空航天领域展现出了巨大的应用潜力和价值。由于氮化硅陶瓷具有高强度、高硬度、高热稳定性以及良好的抗热震性，因此在航空航天领域中被广泛用作关键部件的材料。在航空航天领域，氮化硅陶瓷主要用于制造发动机部件，如燃烧室、喷嘴和涡轮叶片等。这些部件在工作时需要承受极高的温度和机械应力，而氮化硅陶瓷则能够在这种极端环境下保持稳定的性能。氮化硅陶瓷还具有良好的抗腐蚀性和抗氧化性，能够有效抵抗燃料燃烧产生的腐蚀性气体和氧化环境的侵蚀。近年来，随着航空航天技术的不断发展，对材料性能的要求也越来越高。氮化硅陶瓷作为一种高性能陶瓷材料，在航空航天领域的应用也在不断拓展。例如，研究人员正在探索将氮化硅陶瓷用于制造更轻、更强、更耐高温的航空航天器结构件，以提高航空航天器的性能和可靠性。氮化硅陶瓷的制备技术也在不断改进和优化。通过采用先进的制备工艺和添加适量的增韧剂，可以有效提高氮化硅陶瓷的力学性能和抗热震性，进一步拓展其在航空航天领域的应用范围。氮化硅陶瓷在航空航天领域的研究及应用已经取得了显著的进展。随着材料科学和航空航天技术的不断发展，相信氮化硅陶瓷在未来将会发挥更加重要的作用，为航空航天事业的进步做出更大的贡献。三、氮化硅陶瓷在机械制造领域的研究及应用随着现代工业的快速发展，对于材料性能的要求也日益提高。氮化硅陶瓷作为一种高性能的新型陶瓷材料，其在机械制造领域的研究和应用日益受到关注。氮化硅陶瓷具有高硬度、高强度、高耐磨性、高热稳定性以及良好的化学稳定性等特点，使其在机械制造领域具有广泛的应用前景。在机械制造领域，氮化硅陶瓷主要用于制造切削工具、磨具和轴承等关键零部件。由于其高硬度和高耐磨性，氮化硅陶瓷制成的切削工具具有更长的使用寿命和更高的切削效率，显著提高了机械加工的精度和效率。氮化硅陶瓷制成的磨具和轴承，具有优异的耐磨性和抗热震性，能够满足高温、高速、重载等恶劣工作环境的需求。在研究方面，科研人员一直致力于提高氮化硅陶瓷的力学性能和加工性能，以满足机械制造领域对材料性能的更高要求。通过优化制备工艺、掺杂改性以及纳米化等手段，氮化硅陶瓷的性能得到了显著提升。同时，针对氮化硅陶瓷的机械加工技术也取得了重要突破，如采用超精密磨削、激光加工等先进加工技术，有效提高了氮化硅陶瓷零部件的加工精度和表面质量。在应用方面，氮化硅陶瓷已经广泛应用于汽车、航空航天、能源等领域。例如，在汽车行业，氮化硅陶瓷可用于制造发动机的关键零部件，如缸套、活塞环等，以提高发动机的耐磨性和热稳定性。在航空航天领域，氮化硅陶瓷可用于制造高温轴承、密封件等关键部件，以满足极端工作环境的要求。在能源领域，氮化硅陶瓷可用于制造太阳能光伏设备、核能设备等关键部件，以提高设备的效率和稳定性。氮化硅陶瓷在机械制造领域的研究和应用取得了显著的成果。随着科学技术的不断进步和工业生产的持续发展，相信氮化硅陶瓷在机械制造领域的应用将会更加广泛和深入。也期待着科研人员能够继续探索氮化硅陶瓷的新性能和新应用，为机械制造领域的发展做出更大的贡献。四、氮化硅陶瓷在电子信息领域的研究及应用随着科技的飞速发展，电子信息领域对材料性能的要求日益提高，氮化硅陶瓷因其出色的物理和化学性质，在这一领域的研究与应用逐渐显现出其独特的优势。氮化硅陶瓷以其高硬度、高抗腐蚀性、高热稳定性以及良好的绝缘性能，在电子封装材料方面展现出巨大的应用潜力。传统的电子封装材料在高温、高湿等恶劣环境下容易出现性能退化，而氮化硅陶瓷则能在这些极端条件下保持稳定的性能，为电子设备的长期稳定运行提供了有力保障。氮化硅陶瓷在集成电路基板、高频高速电路基板以及微波介电基板等领域也有广泛的应用。其高绝缘性、低热膨胀系数以及良好的机械性能使得氮化硅陶瓷成为这些领域中的理想材料。例如，在高频高速电路基板中，氮化硅陶瓷的高频介电性能优越，可以有效减少信号传输过程中的损耗，提高电路的性能。在微波介电基板方面，氮化硅陶瓷的高介电常数和低介电损耗使其成为制作高性能微波器件的理想材料。其优良的机械性能和热稳定性也使得氮化硅陶瓷在微波器件的长期运行中能够保持稳定的性能。然而，尽管氮化硅陶瓷在电子信息领域有着广泛的应用前景，但其制备工艺复杂、成本高昂等问题限制了其在实际应用中的推广。因此，未来研究的重点将是如何降低氮化硅陶瓷的制备成本，提高其生产效率，以便更好地满足电子信息领域对高性能材料的需求。氮化硅陶瓷在电子信息领域的应用前景广阔，其在电子封装材料、集成电路基板、高频高速电路基板以及微波介电基板等领域的应用已经取得了一定的成果。随着科技的进步和研究的深入，相信氮化硅陶瓷在这一领域的应用将会更加广泛和深入。五、氮化硅陶瓷在生物医学领域的研究及应用随着科技的飞速发展，氮化硅陶瓷在生物医学领域的应用研究也取得了显著的进展。氮化硅陶瓷以其独特的生物相容性、良好的机械性能和化学稳定性，在生物医学领域中扮演着越来越重要的角色。在生物相容性方面，氮化硅陶瓷的生物相容性优于许多传统的生物医学材料。它具有良好的生物惰性，可以在生物体内长期稳定存在，不会引起明显的免疫排斥反应。氮化硅陶瓷还具有优异的抗腐蚀性，能够在人体内复杂的环境下保持稳定的性能。在机械性能方面，氮化硅陶瓷具有高硬度、高强度和良好的耐磨性，这使得它在生物医学领域具有广泛的应用前景。例如，在牙科领域，氮化硅陶瓷可以用于制作牙齿修复体和种植体，其优异的机械性能可以有效地恢复牙齿的咀嚼功能。在骨科领域，氮化硅陶瓷可以用于制作人工关节和骨缺损修复材料，其高硬度和耐磨性可以有效地提高人工关节的使用寿命。除了上述应用外，氮化硅陶瓷还可以用于制作生物传感器和药物载体等。利用其优异的生物相容性和机械性能，氮化硅陶瓷生物传感器可以实现对生物分子的高灵敏度检测，为疾病的早期诊断和治疗提供有力支持。同时，氮化硅陶瓷作为药物载体，可以实现药物的定向输送和缓释，提高药物的治疗效果和降低副作用。然而，尽管氮化硅陶瓷在生物医学领域的应用前景广阔，但仍存在一些挑战和问题。例如，氮化硅陶瓷的生物活性较低，与周围组织的结合能力较弱，这可能会影响其在体内的稳定性和使用寿命。因此，未来的研究应着重提高氮化硅陶瓷的生物活性，增强其与周围组织的结合能力，以进一步拓展其在生物医学领域的应用范围。氮化硅陶瓷在生物医学领域的研究及应用取得了显著的进展，其在牙科、骨科、生物传感器和药物载体等领域的应用前景广阔。然而，仍需要进一步的研究和探索，以提高氮化硅陶瓷的生物活性和稳定性，为其在生物医学领域的更广泛应用奠定坚实的基础。六、氮化硅陶瓷的未来发展趋势随着科技的不断进步和应用的日益广泛，氮化硅陶瓷作为一种高性能的新型无机非金属材料，其未来发展前景十分广阔。在材料制备技术上，氮化硅陶瓷的制备工艺将不断得到优化和完善，以提高其纯度、均匀性和结构稳定性。同时，新型制备方法的探索也将成为研究热点，如纳米压印技术、3D打印技术等，这些技术的应用有望进一步提升氮化硅陶瓷的性能和制备效率。在应用领域上，氮化硅陶瓷将不断拓展其在航空航天、汽车制造、电子信息、生物医疗等领域的应用范围。特别是在高温、高压、高速、强腐蚀等极端环境下，氮化硅陶瓷的优异性能将使其成为一种不可替代的材料。氮化硅陶瓷的复合化、功能化也是未来的重要发展方向。通过将氮化硅陶瓷与其他材料进行复合，可以进一步提高其力学性能和功能特性，从而满足更多复杂和严苛的应用需求。随着全球对环保和可持续发展的日益重视，氮化硅陶瓷作为一种绿色、环保的新型材料，将在节能减排、资源循环利用等方面发挥重要作用。对于氮化硅陶瓷的废弃和回收技术的研究也将成为未来的一个重要课题。氮化硅陶瓷作为一种高性能的新型无机非金属材料，其未来发展趋势将表现为制备技术的优化与创新、应用领域的拓展与深化、材料复合化与功能化以及环保与可持续发展等方面的进步。随着这些趋势的不断发展，氮化硅陶瓷将在更多领域发挥重要作用，为人类的科技进步和社会发展做出更大贡献。七、结论随着科技的快速发展，氮化硅陶瓷作为一种高性能的新型无机非金属材料，其在四大领域——航空航天、汽车制造、电子信息和生物医疗中的应用日益广泛。氮化硅陶瓷以其独特的物理和化学性质，如高强度、高硬度、高热稳定性、良好的化学稳定性以及优异的抗腐蚀性能，为这些领域的技术进步和产业升级提供了强有力的支撑。在航空航天领域，氮化硅陶瓷以其轻质、高强、耐高温的特性，被广泛应用于发动机热端部件、卫星天线反射面等关键部件的制造。其独特的性能使得航空航天器的性能得到了极大的提升，同时也为探索太空提供了更为可靠的物质基础。在汽车制造领域，氮化硅陶瓷被用作高性能陶瓷刹车片、发动机缸套、燃油喷嘴等部件的材料。这些氮化硅陶瓷部件不仅提高了汽车的性能，同时也改善了汽车的环保性和安全性。在电子信息领域，氮化硅陶瓷以其优良的介电性能、高热稳定性和化学稳定性，被广泛应用于集成电路基板、高频高速电路基板、传感器等电子元器件的制造。氮化硅陶瓷的应用，极大地推动了电子信息技术的快速发展。在生物医疗领域，氮化硅陶瓷的生物相容性和化学稳定性使其成为生物医疗领域的重要材料。例如，氮化硅陶瓷被用作人工牙齿、人工关节等医疗器械的材料，其优异的性能使得患者的生活质量得到了极大的提升。氮化硅陶瓷在航空航天、汽车制造、电子信息、生物医疗四大领域的应用已经取得了显著的进展。随着科技的进步和研究的深入，相信氮化硅陶瓷的应用前景将会更加广阔。参考资料：氮化硅陶瓷，作为一种高科技材料，因其优异的物理和化学性能，如高硬度、高耐磨性、高温稳定性等，在许多领域中得到了广泛的应用。特别是气压烧结氮化硅陶瓷，其制备工艺和应用前景更是备受关注。气压烧结氮化硅陶瓷，也称为常压烧结氮化硅陶瓷，是一种通过在常压下进行烧结制备得到的氮化硅陶瓷。这种制备工艺相对简单，成本较低，且得到的氮化硅陶瓷具有较高的致密度和强度。气压烧结氮化硅陶瓷还具有良好的热稳定性和化学稳定性，可在高温和腐蚀性环境中保持稳定的性能。在应用方面，气压烧结氮化硅陶瓷主要应用于机械、汽车、航空航天、化工等领域。例如，在机械领域中，氮化硅陶瓷可用于制造高精度轴承、密封件等零部件，提高机械设备的效率和寿命。在汽车领域中，氮化硅陶瓷可用于制造发动机部件、气瓶等，提高汽车的性能和安全性。在航空航天领域中，氮化硅陶瓷可用于制造高温部件、火箭喷嘴等，满足航空航天领域对材料的高要求。在化工领域中，氮化硅陶瓷可用于制造耐腐蚀、耐磨损的管道、反应器等设备，提高化工生产的效率和环保性。然而，气压烧结氮化硅陶瓷也存在一些不足之处，如脆性大、加工难度高等。因此，如何提高氮化硅陶瓷的韧性和加工性能，是当前研究的重点和难点。研究人员通过添加增韧剂、优化制备工艺等方式，不断改善氮化硅陶瓷的性能，使其在更多领域得到更广泛的应用。气压烧结氮化硅陶瓷作为一种高性能陶瓷材料，其制备和应用前景都非常广阔。随着研究的不断深入和技术的不断创新，相信氮化硅陶瓷将在未来发挥出更大的作用，为人类的生产和生活带来更多的便利和效益。氮化硅陶瓷是一种具有优异性能的新型陶瓷材料，具有高硬度、高强度、耐高温、抗氧化、耐腐蚀等特性，广泛应用于航空航天、汽车、机械、电子、化工等领域。近年来，随着科技的不断进步，氮化硅陶瓷的研究和应用得到了广泛的关注和深入的研究。氮化硅陶瓷的制备方法有多种，包括反应烧结法、热压烧结法、常压烧结法、微波烧结法等。其中，反应烧结法和热压烧结法是最常用的制备方法。反应烧结法是将硅粉和氮气在高温下反应生成氮化硅，该方法的优点是成本低、制备简单，但产品的致密度和强度较低。热压烧结法是将原料粉末在高温和高压下烧结而成，该方法的优点是制备的氮化硅陶瓷具有高致密度和强度，但制备成本较高。氮化硅陶瓷具有许多优异的性能，如高硬度、高强度、耐高温、抗氧化、耐腐蚀等。这些性能使其在许多领域中具有广泛的应用前景。例如，在航空航天领域，氮化硅陶瓷可用于制造发动机部件、密封件等；在汽车领域，氮化硅陶瓷可用于制造发动机部件、气瓶等；在机械领域，氮化硅陶瓷可用于制造轴承、密封件等。随着氮化硅陶瓷制备技术的发展，其应用领域也在不断扩大。目前，氮化硅陶瓷的应用主要涉及航空航天、汽车、机械、电子、化工等领域。例如，在航空航天领域，氮化硅陶瓷可用于制造飞机和火箭的发动机部件、密封件等；在汽车领域，氮化硅陶瓷可用于制造发动机部件、气瓶等；在机械领域，氮化硅陶瓷可用于制造轴承、密封件等。氮化硅陶瓷还可以用于制造切削刀具、半导体器件等领域。氮化硅陶瓷作为一种新型陶瓷材料，具有广泛的应用前景和重要的研究价值。目前，氮化硅陶瓷的制备技术和性能研究已经取得了一定的进展，但在应用方面仍存在一些挑战和问题。未来，需要进一步深入研究氮化硅陶瓷的制备技术、性能和应用领域，加强与其他领域的交叉融合，拓展其应用范围，为我国新材料产业的发展做出更大的贡献。氮化硅陶瓷，是一种烧结时不收缩的无机材料陶瓷。氮化硅的强度很高，尤其是热压氮化硅，是世界上最坚硬的物质之一。具有高强度、低密度、耐高温等性质。Si3N4陶瓷是一种共价键化合物，基本结构单元为四面体，硅原子位于四面体的中心，在其周围有四个氮原子，分别位于四面体的四个顶点，然后以每三个四面体共用一个原子的形式，在三维空间形成连续而又坚固的网络结构。氮化硅的很多性能都归结于此结构。纯Si3N4为3119，有α和β两种晶体结构，均为六角晶形，其分解温度在空气中为1800℃，在110MPa氮中为1850℃。Si3N4热膨胀系数低、导热率高，故其耐热冲击性极佳。热压烧结的氮化硅加热到l000℃后投入冷水中也不会破裂。在不太高的温度下，Si3N4具有较高的强度和抗冲击性，但在1200℃以上会随使用时间的增长而出现破损，使其强度降低，在1450℃以上更易出现疲劳损坏，所以Si3N4的使用温度一般不超过1300℃。由于Si3N4的理论密度低，比钢和工程超耐热合金钢轻得多，所以，在那些要求材料具有高强度、低密度、耐高温等性质的地方用Si3N4陶瓷去代替合金钢是再合适不过了。Si3N4陶瓷材料作为一种优异的高温工程材料，最能发挥优势的是其在高温领域中的应用。Si3N4今后的发展方向是：⑴充分发挥和利用Si3N4本身所具有的优异特性；⑵在Si3N4粉末烧结时，开发一些新的助熔剂，研究和控制现有助熔剂的最佳成分；⑶改善制粉、成型和烧结工艺；⑷研制Si3N4与SiC等材料的复合化，以便制取更多的高性能复合材料。Si3N4陶瓷等在汽车发动机上的应用，为新型高温结构材料的发展开创了新局面。汽车工业本身就是一项集各种科技之大成的多学科性工业，中国是具有悠久历史的文明古国，曾在陶瓷发展史上做出过辉煌的业绩，随着改革开放的进程，有朝一日，中国也必然跻身于世界汽车工业大国之列，为陶瓷事业的发展再创辉煌。它极耐高温，强度一直可以维持到1200℃的高温而不下降，受热后不会熔成融体，一直到1900℃才会分解，并有惊人的耐化学腐蚀性能，能耐几乎所有的无机酸和30%以下的烧碱溶液，也能耐很多有机酸的腐蚀；同时又是一种高性能电绝缘材料。它是用硅粉作原料，先用通常成型的方法做成所需的形状，在氮气中及1200℃的高温下进行初步氮化，使其中一部分硅粉与氮反应生成氮化硅，这时整个坯体已经具有一定的强度。然后在1350℃～1450℃的高温炉中进行第二次氮化，反应成氮化硅。用热压烧结法可制得达到理论密度99%的氮化硅。Si3N4陶瓷的制备技术在过去几年发展很快，制备工艺主要集中在反应烧结法、热压烧结法和常压烧结法、气压烧结法等类型.由于制备工艺不同，各类型氮化硅陶瓷具有不同的微观结构（如孔隙度和孔隙形貌、晶粒形貌、晶间形貌以及晶间第二相含量等）。因而各项性能差别很大。要得到性能优良的Si3N4陶瓷材料，首先应制备高质量的Si3N4粉末.用不同方法制备的Si3N4粉质量不完全相同，这就导致了其在用途上的差异，许多陶瓷材料应用的失败，往往归咎于开发者不了解各种陶瓷粉末之间的差别，对其性质认识不足。一般来说，高质量的Si3N4粉应具有α相含量高，组成均匀，杂质少且在陶瓷中分布均匀，粒径小且粒度分布窄及分散性好等特性。好的Si3N4粉中α相至少应占90%，这是由于Si3N4在烧结过程中,部分α相会转变成β相，而没有足够的α相含量，就会降低陶瓷材料的强度。是采用一般成型法，先将硅粉压制成所需形状的生坯，放入氮化炉经预氮化（部分氮化）烧结处理，预氮化后的生坯已具有一定的强度，可以进行各种机械加工(如车、刨、铣、钻).在硅熔点的温度以上；将生坯再一次进行完全氮化烧结，得到尺寸变化很小的产品(即生坯烧结后，收缩率很小，线收缩率＜011%).该产品一般不需研磨加工即可使用。反应烧结法适于制造形状复杂，尺寸精确的零件，成本也低，但氮化时间很长。是将Si3N4粉末和少量添加剂（如MgO、Al2OMgFFe2O3等），在1916MPa以上的压强和1600℃以上的温度进行热压成型烧结。英国和美国的一些公司采用的热压烧结Si3N4陶瓷，其强度高达981MPa以上。烧结时添加物和物相组成对产品性能有很大的影响。由于严格控制晶界相的组成，以及在Si3N4陶瓷烧结后进行适当的热处理，所以可以获得即使温度高达1300℃时强度（可达490MPa以上）也不会明显下降的Si3N4系陶瓷材料，而且抗蠕变性可提高三个数量级。若对Si3N4陶瓷材料进行1400———1500℃高温预氧化处理，则在陶瓷材料表面上形成Si2N2O相，它能显著提高Si3N4陶瓷的耐氧化性和高温强度。热压烧结法生产的Si3N4陶瓷的机械性能比反应烧结的Si3N4要优异，强度高、密度大。但制造成本高、烧结设备复杂，由于烧结体收缩大，使产品的尺寸精度受到一定的限制，难以制造复杂零件，只能制造形状简单的零件制品，工件的机械加工也较困难。在提高烧结氮气氛压力方面，利用Si3N4分解温度升高（通常在N2=1atm气压下，从1800℃开始分解）的性质，在1700———1800℃温度范围内进行常压烧结后，再在1800———2000℃温度范围内进行气压烧结。该法目的在于采用气压能促进Si3N4陶瓷组织致密化，从而提高陶瓷的强度.所得产品的性能比热压烧结略低。这种方法的缺点与热压烧结相似。人们对气压烧结进行了大量的研究，获得了很大的进展。气压烧结氮化硅在1～10MPa气压下，2000℃左右温度下进行。高的氮气压抑制了氮化硅的高温分解。由于采用高温烧结，在添加较少烧结助剂情况下，也足以促进Si3N4晶粒生长，而获得密度＞99%的含有原位生长的长柱状晶粒高韧性陶瓷.因此气压烧结无论在实验室还是在生产上都得到越来越大的重视.气压烧结氮化硅陶瓷具有高韧性、高强度和好的耐磨性，可直接制取接近最终形状的各种复杂形状制品，从而可大幅度降低生产成本和加工费用.而且其生产工艺接近于硬质合金生产工艺，适用于大规模生产。对于Si3N4以及Sialon陶瓷烧结体，现已提供了一种不用形成复合材料而保持单一状态的、利用超塑性进行成型的工艺，并提供了一种根据该工艺成型出的烧结体。把相对密度在95%以上、线密度对于烧结体的二维横截面上的50μm的长度在120～250范围内的氮化硅及Sialon烧结体；在1300～1700℃的温度下通过拉伸或压缩作用使其在小于10-1/秒的应变速率下发生塑性形变从而进行成型。成型后的烧结体特别在常温下具有优异的机械性能。Si3N4陶瓷是一种重要的结构材料，它是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损；除氢氟酸外，它不与其他无机酸反应，抗腐蚀能力强，高温时抗氧化.而且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到1,000℃以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂.正是由于Si3N4陶瓷具有如此优异的特性，人们常常利用它来制造轴承、气轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件.如果用耐高温而且不易传热的氮化硅陶瓷来制造发动机部件的受热面，不仅可以提高柴油机质量，节省燃料，而且能够提高热效率.中国及美国、日本等国家都已研制出了这种柴油机.利用Si3N4重量轻和刚度大的特点，可用来制造滚珠轴承、它比金属轴承具有更高的精度，产生热量少，而且能在较高的温度和腐蚀性介质中操作。用Si3N4陶瓷制造的蒸汽喷嘴具有耐磨、耐热等特性，用于650℃锅炉几个月后无明显损坏，而其它耐热耐蚀合金钢喷嘴在同样条件下只能使用1-2个月.由中科院上海硅酸盐研究所与机电部上海内燃机研究所共同研制的Si3N4电热塞，解决了柴油发动机冷态起动困难的问题，适用于直喷式或非直喷式柴油机。这种电热塞是当今最先进、最理想的柴油发动机点火装置。日本原子能研究所和三菱重工业公司研制成功了一种新的粗制泵，泵壳内装有由11个Si3N4陶瓷转盘组成的转子。由于该泵采用热膨胀系数很小的Si3N4陶瓷转子和精密的空气轴承，从而无需润滑和冷却介质就能正常运转。如果将这种泵与超真空泵如涡轮———分子泵结合起来，就能组成适合于核聚变反应堆或半导体处理设备使用的真空系统。以上只是Si3N4陶瓷作为结构材料的几个应用实例，相信随着Si3N4粉末生产、成型、烧结及加工技术的改进，其性能和可靠性将不断提高，氮化硅陶瓷将获得更加广泛的应用。由于Si3N4原料纯度的提高，Si3N4粉末的成型技术和烧结技术的迅速发展，以及应用领域的不断扩大，Si3N4正在作为工程结构陶瓷，在工业中占据越来越重要的地位。Si3N4陶瓷具有优异的综合性能和丰富的资源，是一种理想的高温结构材料，具有广阔的应用领域和市场，世界各国都在竞相研究和开发。陶瓷材料具有一般金属材料难以比拟的耐磨、耐蚀、耐高温、抗氧化性、抗热冲击及低比重等特点。可以承受金属或高分子材料难以胜任的严酷工作环境，具有广泛的应用前景。成为继金属材料、高分子材料之后支撑21世纪支柱产业的关键基础材料，并成为最为活跃的研究领域之一，当今世界各国都十分重视它的研究与发展，作为高温结构陶瓷家族中重要成员之一的Si3N4陶瓷,较其它高温结构陶瓷如氧化物陶瓷、碳化物陶瓷等具有更为优异的机械性能、热学性能及化学稳定性.因而被认为是高温结构陶瓷中最有应用