英国Syalons氮化硅（Si₃N₄）陶瓷技术交流

英国Syalons氮化硅（Si₃N₄）陶瓷技术交流

一、品牌与产品概述

International Syalons (Newcastle) Ltd. 位于英国泰恩河畔沃尔森德，自20世纪70年代开始研发和生产氮化硅基陶瓷材料。赛隆（Sialon）是硅（Si）、铝（Al）、氧（O）、氮（N）组成的固溶体陶瓷合金，由该公司创始研究人员与纽卡斯尔大学在20世纪70年代初期联合发明，在80年代实现商业化。该公司生产的材料涵盖赛隆（Sialon）、氧化铝、氧化锆和碳化硅等，其中赛隆材料综合了氮化硅的高强度、断裂韧性和氧化铝的耐腐蚀特性。

Syalon为品牌下的赛隆陶瓷包含多种材质牌号，针对不同工况条件进行优化，产品形态包括热电偶保护管、浸入式加热管、升液管、坩埚、浇勺、焊接定位销、喷嘴、磨介、喷砂嘴等，服务于有色金属熔融处理、化工流程、工业耐磨等领域。

二、主要产品类型

该公司赛隆陶瓷及相关产品的主要类型如下：

三、主要型号与产品介绍

1. Syalon 101

Syalon 101是β-赛隆型陶瓷，为Si-Al-O-N系列的第一款工程陶瓷材料。该材料在1000°C以下可长期使用，具有较好的综合力学性能。

技术参数：

工作原理：在有色金属熔炼等高温环境中，Syalon 101通过其较低的热膨胀系数（3×10⁻⁶ K⁻¹）和较高热导率的结合，抵抗快速温度变化产生的热应力，避免开裂。其致密结构能有效隔绝腐蚀性熔体，对铝及铝合金不润湿，防止金属粘附。

2. Syalon 050

Syalon 050是α/β混合相赛隆陶瓷，专为高磨损工况设计，硬度较高，可在1400°C空气中保持机械强度。

技术参数：

工作原理：Syalon 050通过α/β混合相结构获得较高硬度。在高温下，陶瓷晶界相保持稳定，减缓蠕变变形。在腐蚀性环境中，材料表面形成保护层，阻止进一步侵蚀。

3. Syalon 110

Syalon 110是含氮化硼（BN）的复合赛隆陶瓷，最初为水平连续铸钢的破断环而开发，对钢铁熔体具有较好的抗侵蚀性能，可在超过1450°C温度下使用。

技术参数：

工作原理：Syalon 110中的BN相提高了材料对钢铁熔体的抗侵蚀能力。其较低的热膨胀系数（3.04×10⁻⁶ K⁻¹）在高温急冷急热条件下保持结构稳定。

4. Syalon 201

Syalon 201是β-赛隆型陶瓷，在1400°C高温下可保持强度，具有较好的抗蠕变性能，已用于小型试验性直升机发动机部件。

5. Syalon 301

Syalon 301属于Syalon系列材料之一，具有特定性能配置。

6. Syalon 501

Syalon 501是添加TiN的复合赛隆陶瓷，具有导电性，可通过电火花加工成型。

工作原理：常规氮化硅和赛隆陶瓷为电绝缘体。Syalon 501通过向β-赛隆基体中均匀分散导电的TiN相，使材料整体具备导电性，可进行电火花放电加工。

7. 氧化锆 3Y-PSZ

3Y-PSZ（3 mol%氧化钇稳定部分稳定氧化锆）为公司供应的氧化锆陶瓷产品之一。

8. 氧化铝 96%（Alumina 96）

96%氧化铝陶瓷，为通用型氧化铝材料。

9. 碳化硅（Silicon Carbide）

公司供应的碳化硅陶瓷材料，用于耐磨和高温应用。

10. Zircalon 10

Zircalon系列的导电型氧化锆基陶瓷，适用于电阻焊接定位等应用。

四、优势特点

1. 耐磨损性能。Syalon陶瓷的硬度可达到HRA 94等级，在磨粒磨损和冲蚀磨损条件下保持较长使用寿命。

2. 耐高温性能。Syalon 050可在1450°C空气中保持机械强度，Syalon 110可在超过1450°C的温度下使用。

3. 耐腐蚀性能。在沸腾的盐酸（33%）、硫酸（98%）及多种熔融金属（如铝950°C/1000小时、黄铜950°C/50小时）中无明显反应。

4. 抗热震性能。Syalon 101的抗热震性可达900°C温差（淬入冷水），在冷热循环频繁的工况中保持稳定性。

5. 不润湿特性。对大多数有色金属熔体（特别是铝）不润湿，金属粘附较少，维护成本较低。

五、主要应用领域

1. 有色金属熔融处理。热电偶保护管、浸入式加热管、升液管等产品在铝、黄铜等有色金属铸造中应用较多。Syalon 101和Syalon 050可承受熔融金属的侵蚀，对铝及铝合金不润湿，不污染熔体。

2. 工业耐磨部件。Syalon 050用于磨介和喷砂喷嘴时，在工作压力100psi条件下运行超过1000小时仍无明显磨损。Syalon 101用于造纸脱水箔片，随着纸机速度提升，陶瓷耐磨性的要求提高，Syalon 101在此领域得到应用。

3. 黑色金属应用。Syalon 110用于水平连续铸钢的破断环以及钢铁测温热电偶保护套管。

4. 金属与塑料成型。Syalon 501用作挤压模具、金属和塑料成型用复杂模具及模压模具。Syalon 101用于直接黄铜挤压的模具镶块。

5. 计量与控制。Syalon 050用于磨蚀性浆料的计量阀，在化学和海底应用中的使用寿命优于金属阀门和碳化硅阀门。Syalon 501用于有色金属熔体中的液位传感器。