氮化硅（Si3N4）是硅和氮的無(wú)機非金屬化合物，在一百五十多年前被國外科學(xué)家成功研制，20世紀50年代開(kāi)始應用，作為工程材料，到60年代受到重視。氮化硅作為一種重要的結構陶瓷材料，具有同其他金屬和材料更為優(yōu)越的耐高溫、耐腐蝕、耐磨性、高抗彎強度等性能，能夠被應用于傳統材料所不能適應匹配的高要求極端運作環(huán)境，被認為是zui具有應用前景的高溫結構陶瓷材料之一。 

氮化硅：新材料中耀眼的明珠
氮化硅是新材料領(lǐng)域中一顆耀眼的明珠，和常規材料相比，它具有巨大的優(yōu)勢：它是一種超硬物質(zhì)，密度小，本身具有潤滑性，并且耐磨損，除氫氟酸外，不與其他無(wú)機酸反應，抗腐蝕能力強；高溫時(shí)也能抗氧化。而且它還能抵抗冷熱沖擊，在空氣中加熱到1000℃以上，急劇冷卻再急劇加熱，也不會(huì )碎裂。正是擁有如此優(yōu)異的特性，氮化硅被譽(yù)為是結構陶瓷家族中綜合性能zui為優(yōu)良的一類(lèi)，人們常常利用它來(lái)制造軸承、氣輪機葉片、機械密封環(huán)、*性模具等機械構件。
氮化硅的這些性能足以與高溫合金相媲美。但作為高溫結構材料，它也存在抗機械沖擊強度低，容易發(fā)生脆性斷裂等缺點(diǎn)，很難通過(guò)機械加工等減法成型方法成型，正因如此，陶瓷3D打印技術(shù)的推廣和應用成為在整個(gè)3D打印行業(yè)中*吸引力的關(guān)注點(diǎn)。 

航空航天應用快速增長(cháng)，或成為zui重要的應用領(lǐng)域
目前氮化硅陶瓷應用需求不斷擴大，數據顯示，2019年全球氮化硅陶瓷市場(chǎng)規模達到2.1億美元，同比上年增長(cháng)5.5%，預計到2025年底市場(chǎng)規模將達到3.1億美元。值得注意的是，隨著(zhù)氮化硅陶瓷市場(chǎng)規模持續增長(cháng)，氮化硅陶瓷3D打印在工業(yè)領(lǐng)域的應用也在不斷加大，從氮化硅下游行業(yè)需求占比來(lái)看，航空航天仍然占據zui重要的地位，占需求總量的15%。
氮化硅尤其在航空航天、高溫發(fā)動(dòng)機等高科技領(lǐng)域具有優(yōu)勢。1）航空發(fā)動(dòng)機領(lǐng)域：是發(fā)展高推重比航空發(fā)動(dòng)機理想材料，有望取代高溫合金；2）航天領(lǐng)域：可用于火箭發(fā)動(dòng)機熱結構件、飛行器的熱防護系統等；3）汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域：提高整車(chē)性能，減輕車(chē)身重量；4）核電：可用于核電高溫部件及核燃料的包殼材料等；5）兵器：用于炮筒。
提起氮化硅在國家高端武器配備上的應用，其實(shí)，它還在我國軍工建設中發(fā)揮著(zhù)更大的作用，讓氮化硅這顆“明珠”更加璀璨耀眼。利用氮化硅結構陶瓷的高硬度、高耐磨性可以制備陶瓷刀具、陶瓷軸承、防彈裝甲、各種閥門(mén)、耐磨襯里、密封環(huán)；利用氮化硅結構陶瓷的耐高溫性能可以制備高溫陶瓷熱交換器、汽車(chē)尾氣過(guò)濾器、燃氣輪機高溫過(guò)流部件；利用氮化硅機構陶瓷的透明性可以制備透明光管、導彈窗口材料；利用氮化硅功能陶瓷的電絕緣性能和透微波性能可以制備雷達天線(xiàn)罩等。
此外，由于其*的抗菌和抗病毒能力，以及其優(yōu)異的生物相容性，氮化硅在醫療領(lǐng)域也廣受歡迎。特別適用于牙科、骨科和顱頜面植入物領(lǐng)域。
PEP技術(shù)助力，輕松加工高致密陶瓷零部件
氮化硅雖然擁有眾多優(yōu)勢，但其本身的硬度高，脆性大，陶瓷樣件的加工上有較大的難度和局限。同時(shí)，一般的加工方式對于刀具磨損大，樣件易開(kāi)裂，整個(gè)加工工藝復雜且代價(jià)高昂。
作為一家專(zhuān)注于金屬/陶瓷間接3D打印裝備及材料研發(fā)生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)，升華三維的突出優(yōu)勢之一便是直擊氮化硅材料傳統加工制造的痛點(diǎn)，很好地規避了精密加工帶來(lái)的問(wèn)題，為高致密陶瓷零部件加工用戶(hù)提供更穩定的解決方案。通過(guò)獨有的粉末擠出打印技術(shù)（Powder Extrusion printing，PEP）加持，工程師可以自由設計復雜的樣件結構，整個(gè)成形過(guò)程不需要磨具，降低了時(shí)間和生產(chǎn)成本，具有不可比擬的優(yōu)勢。
以3D打印氮化硅燃氣輪機渦輪葉片為例。渦輪葉片是燃氣渦輪發(fā)動(dòng)機中渦輪段的重要組成部件，其作為世界公認zui難制備的部件，僅就工作環(huán)境而言，高溫、高速、高應力和高腐蝕的工作環(huán)境就極為嚴苛，同時(shí)其結構復雜，制造難度大，對組織性能和加工質(zhì)量要求極高。

對此，升華三維擁有的氮化硅陶瓷3D打印技術(shù)為高性能燃氣輪機渦輪葉片的設計與制造開(kāi)辟了新的工藝途徑，研發(fā)團隊從氮化硅原料、燒結助劑種類(lèi)、燒結工藝等多方面探索提升產(chǎn)品質(zhì)量，克服了發(fā)動(dòng)機在多行業(yè)應用發(fā)展過(guò)程中對材料、結構、工藝、性能及應用等方面提出的多種挑戰。
近年來(lái)我國高端制造業(yè)釋放出巨大活力，國防軍工、航空航天等高端裝備領(lǐng)域迎來(lái)快速發(fā)展期，高端裝備輕量化的先進(jìn)陶瓷材料氮化硅成為許多國家競相發(fā)展的高科技材料，前景可期。升華三維將加快科技研發(fā)與自主創(chuàng )新，通過(guò)3D打印出高精尖的陶瓷裝備與配件，幫助用戶(hù)提升高端裝備的研發(fā)速度，降低造價(jià)成本，為國防軍工、航天事業(yè)發(fā)展做出貢獻。

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