Si3N4 陶瓷的制備技術(shù)在過(guò)去幾年發(fā)展很快，制備工藝主要集中在反應燒結法、熱壓燒結法和常壓燒結法、氣壓燒結法等類(lèi)型. 由于制備工藝不同，各類(lèi)型氮化硅陶瓷具有不同的微觀(guān)結構（如孔隙度和孔隙形貌、晶粒形貌、晶間形貌以及晶間第二相含量等）。因而各項性能差別很大 。要得到性能優(yōu)良的Si3N4 陶瓷材料，**應制備高質(zhì)量的Si3N4 粉末. 用不同方法制備的Si3N4 粉質(zhì)量不完全相同，這就導致了其在用途上的差異，許多陶瓷材料應用的失敗，往往歸咎于**者不了解各種陶瓷粉末之間的差別，對其性質(zhì)認識不足。一般來(lái)說(shuō)，高質(zhì)量的Si3N4 粉應具有α相含量高，組成均勻，雜質(zhì)少且在陶瓷中分布均勻，粒徑小且粒度分布窄及分散性好等特性。好的Si3N4 粉中α相至少應占90%，這是由于Si3N4 在燒結過(guò)程中,部分α相會(huì )轉變成β相，而沒(méi)有足夠的α相含量，就會(huì )降低陶瓷材料的強度。

反應燒結法（ RS)

是采用一般成型法，先將硅粉壓制成所需形狀的生坯，放入氮化爐經(jīng)預氮化（部分氮化）燒結處理，預氮化后的生坯已具有一定的強度，可以進(jìn)行各種機械加工（如車(chē)、刨、銑、鉆). 在硅熔點(diǎn)的溫度以上；將生坯再一次進(jìn)行完全氮化燒結，得到尺寸變化很小的產(chǎn)品（即生坯燒結后，收縮率很小，線(xiàn)收縮率<; 011% ). 該產(chǎn)品一般不需研磨加工即可使用。反應燒結法適于制造形狀復雜，尺寸準確的零件，成本也低，但氮化時(shí)間很長(cháng)。

熱壓燒結法（ HPS)

是將Si3N4 粉末和少量添加劑（如MgO、Al2O3、MgF2、Fe2O3 等），在1916 MPa以上的壓強和1600 ℃以上的溫度進(jìn)行熱壓成型燒結。英國和美國的一些公司采用的熱壓燒結Si3N4 陶瓷，其強度高達981MPa以上。燒結時(shí)添加物和物相組成對產(chǎn)品性能有很大的影響。由于嚴格控制晶界相的組成，以及在Si3N4 陶瓷燒結后進(jìn)行適當的熱處理，所以可以獲得即使溫度高達1300 ℃時(shí)強度（可達490MPa以上）也不會(huì )明顯下降的Si3N4系陶瓷材料，而且抗蠕變性可提高三個(gè)數量級。若對Si3N4 陶瓷材料進(jìn)行1400———1500 ℃高溫預氧化處理，則在陶瓷材料表面上形成Si2N2O相，它能顯著(zhù)提高Si3N4 陶瓷的耐氧化性和高溫強度。熱壓燒結法生產(chǎn)的Si3N4 陶瓷的機械性能比反應燒結的Si3N4 要優(yōu)異，強度高、密度大。但制造成本高、燒結設備復雜，由于燒結體收縮大，使產(chǎn)品的尺寸精度受到一定的限制，難以制造復雜零件，只能制造形狀簡(jiǎn)單的零件制品，工件的機械加工也較困難。

常壓燒結法（ PLS)

在提高燒結氮氣氛壓力方面，利用Si3N4 分解溫度升高（通常在N2 = 1atm氣壓下，從1800℃開(kāi)始分解）的性質(zhì)，在1700———1800℃溫度范圍內進(jìn)行常壓燒結后，再在1800———2000℃溫度范圍內進(jìn)行氣壓燒結。該法目的在于采用氣壓能促進(jìn)Si3N4 陶瓷組織致密化，從而提高陶瓷的強度.所得產(chǎn)品的性能比熱壓燒結略低。這種方法的缺點(diǎn)與熱壓燒結相似。

氣壓燒結法（ GPS)

近幾年來(lái),人們對氣壓燒結進(jìn)行了大量的研究，獲得了很大的進(jìn)展。氣壓燒結氮化硅在1 ～10MPa氣壓下，2000℃左右溫度下進(jìn)行。高的氮氣壓抑制了氮化硅的高溫分解。由于采用高溫燒結，在添加較少燒結助劑情況下，也足以促進(jìn)Si3N4晶粒生長(cháng)，而獲得密度>; 99%的含有原位生長(cháng)的長(cháng)柱狀晶粒高韌性陶瓷. 因此氣壓燒結無(wú)論在實(shí)驗室還是在生產(chǎn)上都得到越來(lái)越大的重視. 氣壓燒結氮化硅陶瓷具有高韌性、高強度和好的耐磨性，可直接制取接近形狀的各種復雜形狀制品，從而可大幅度降低生產(chǎn)成本和加工費用. 而且其生產(chǎn)工藝接近于硬質(zhì)合金生產(chǎn)工藝，適用于大規模生產(chǎn)。

研究現狀編輯

對于Si3N4以及Sialon陶瓷燒結體，現已提供了一種不用形成復合材料而保持單一狀態(tài)的、利用超塑性進(jìn)行成型的工藝，并提供了一種根據該工藝成型出的燒結體。把相對密度在95%以上、線(xiàn)密度對于燒結體的二維橫截面上的50μm的長(cháng)度在120～250范圍內的氮化硅及Sialon燒結體；在1300～1700℃的溫度下通過(guò)拉伸或壓縮作用使其在小于10-1/秒的應變速率下發(fā)生塑性形變從而進(jìn)行成型。成型后的燒結體在常溫下具有優(yōu)異的機械性能。

Si3N4 陶瓷是一種重要的結構材料，它是一種超硬物質(zhì)，本身具有潤滑性，并且耐磨損；除氫氟酸外，它不與其他無(wú)機酸反應，抗腐蝕能力強，高溫時(shí)抗氧化. 而且它還能抵抗冷熱沖擊，在空氣中加熱到1,000℃以上，急劇冷卻再急劇加熱，也不會(huì )碎裂. 正是由于Si3N4 陶瓷具有如此優(yōu)異的特性，人們常常利用它來(lái)制造軸承、氣輪機葉片、機械密封環(huán)、永 久性模具等機械構件. 如果用耐高溫而且不易傳熱的氮化硅陶瓷來(lái)制造發(fā)動(dòng)機部件的受熱面，不僅可以提高柴油機質(zhì)量，節省燃料，而且能夠提高熱效率. 中國及美國、日本等**都已研制出了這種柴油機