氮化硅陶瓷是一種燒結(jié)時不收縮的無機材料陶瓷。氮化硅的強度很高，尤其是熱壓氮化硅，是世界上最堅硬的物質(zhì)之一，具有高強度、低密度、耐高溫等性質(zhì)。

氮化硅陶瓷是一種共價鍵化合物，基本結(jié)構(gòu)單元為[ SiN₄ ]四面體，硅原子位于四面體的中心，在其周圍有四個氮原子，分別位于四面體的四個頂點，然后以每三個四面體共用一個原子的形式，在三維空間形成連續(xù)而又堅固的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

氮化硅的很多性能都?xì)w結(jié)于此結(jié)構(gòu)。純Si₃N₄為3119，有α和β兩種晶體結(jié)構(gòu)，均為六角晶形，其分解溫度在空氣中為1800℃，在110MPa氮中為1850℃。Si3N4 熱膨脹系數(shù)低、導(dǎo)熱率高，故其耐熱沖擊性極佳。熱壓燒結(jié)的氮化硅加熱到l000℃后投入冷水中也不會破裂。在不太高的溫度下，Si₃N₄ 具有較高的強度和抗沖擊性，但在1200℃以上會隨使用時間的增長而出現(xiàn)破損，使其強度降低，在1450℃以上更易出現(xiàn)疲勞損壞，所以Si₃N₄ 的使用溫度一般不超過1300℃。由于Si₃N₄ 的理論密度低，比鋼和工程超耐熱合金鋼輕得多，所以，在那些要求材料具有高強度、低密度、耐高溫等性質(zhì)的地方用Si₃N₄ 陶瓷去代替合金鋼是再合適不過了。

氮化硅陶瓷材料作為一種優(yōu)異的高溫工程材料，最能發(fā)揮優(yōu)勢的是其在高溫領(lǐng)域中的應(yīng)用。氮化硅陶瓷今后的發(fā)展方向是：

⑴充分發(fā)揮和利用Si₃N₄本身所具有的優(yōu)異特性；⑵在Si₃N₄ 粉末燒結(jié)時，開發(fā)一些新的助熔劑，研究和控制現(xiàn)有助熔劑的最佳成分；⑶改善制粉、成型和燒結(jié)工藝； ⑷研制Si₃N₄ 與SiC等材料的復(fù)合化，以便制取更多的高性能復(fù)合材料。Si₃N₄陶瓷等在汽車發(fā)動機上的應(yīng)用，為新型高溫結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展開創(chuàng)了新局面。汽車工業(yè)本身就是一項集各種科技之大成的多學(xué)科性工業(yè)，中國是具有悠久歷史的文明古國，曾在陶瓷發(fā)展史上做出過輝煌的業(yè)績，隨著改革開放的進(jìn)程，有朝一日，中國也必然躋身于世界汽車工業(yè)大國之列，為陶瓷事業(yè)的發(fā)展再創(chuàng)輝煌。

它極耐高溫，強度一直可以維持到1200℃的高溫而不下降，受熱后不會熔成融體，一直到1900℃才會分解，并有驚人的耐化學(xué)腐蝕性能，能耐幾乎所有的無機酸和30%以下的燒堿溶液，也能耐很多有機酸的腐蝕；同時又是一種高性能電絕緣材料。

它是用硅粉作原料，先用通常成型的方法做成所需的形狀，在氮氣中及1200℃的高溫下進(jìn)行初步氮化，使其中一部分硅粉與氮反應(yīng)生成氮化硅，這時整個坯體已經(jīng)具有一定的強度。然后在1350℃～1450℃的高溫爐中進(jìn)行第二次氮化，反應(yīng)成氮化硅。用熱壓燒結(jié)法可制得達(dá)到理論密度99%的氮化硅。

可以預(yù)言，隨著陶瓷的基礎(chǔ)研究和新技術(shù)開發(fā)的不斷進(jìn)步，特別是復(fù)雜件和大型件制備技術(shù)的日臻完善，氮化硅陶瓷材料作為性能優(yōu)良的工程材料將得到更廣泛的應(yīng)用。