Silikon və azotdan ibarət qeyri-metal birləşmə, silisium nitridi (Si3N4) həm də mexaniki, istilik və elektrik xüsusiyyətlərinin ən uyğunlaşa bilən qarışığına malik təkmil keramika materialıdır. Bundan əlavə, əksər keramikalarla müqayisədə o, əla istilik zərbələrinə davamlılıq təklif edən aşağı istilik genişlənmə əmsalı olan yüksək performanslı keramikadır.
Xüsusiyyətləri
Aşağı istilik genişlənmə əmsalı sayəsində material çox yüksək termal şok müqavimətinə və yaxşı qırılma möhkəmliyinə malikdir. Si3N4 iş parçaları təsirlərə və zərbələrə davamlıdır. Bu iş parçaları 1400 °C-ə qədər işləmə temperaturlarına dözə bilir və kimyəvi maddələrə, korroziyaya məruz qalan təsirlərə və alüminium kimi xüsusi ərimiş metallara, həmçinin turşulara və qələvi məhlullara davamlıdır. Başqa bir xüsusiyyət onun aşağı sıxlığıdır. Onun aşağı sıxlığı 3,2-3,3 q/sm3, bu da alüminium kimi yüngüldür (2,7 q/sm3) və ≥900 MPa maksimum əyilmə gücünə malikdir.
Bundan əlavə, Si3N4 yüksək aşınma müqaviməti ilə xarakterizə olunur və əksər metalların yüksək temperatur xüsusiyyətlərini, məsələn, yüksək temperatur gücü və sürünmə müqavimətini üstələyir. O, sürünmə və oksidləşmə müqavimətinin üstün qarışığı təklif edir və metalların əksəriyyətinin yüksək temperatur imkanlarını üstələyir. Aşağı istilik keçiriciliyi və güclü aşınma müqaviməti sayəsində, ən tələbkar sənaye tətbiqlərində ən çətin şərtlərə tab gətirə bilər. Üstəlik, silikon nitrid yüksək temperatur və yüksək yükləmə qabiliyyəti tələb olunduqda əla seçimdir.
Xüsusiyyətlər
● Yüksək qırılma möhkəmliyi
● Yaxşı əyilmə gücü
● Çox aşağı sıxlıq
● İnanılmaz güclü termal zərbə müqaviməti
● Oksidləşdirici atmosferlərdə yüksək iş temperaturu
İstehsal üsulu
Silikon nitridi hazırlamaq üçün istifadə edilən beş müxtəlif proses bir qədər fərqli iş materiallarına və tətbiqlərə gətirib çıxarır.
SRBSN (reaksiya ilə bağlanmış silikon nitridi)
GPSN (qaz təzyiqi ilə sinterlənmiş silisium nitridi)
HPSN (isti preslənmiş silikon nitridi)
HIP-SN (isti izostatik preslənmiş silikon nitrid)
RBSN (reaksiya ilə bağlanmış silikon nitridi)
Bu beşlik arasında GPSN ən çox istifadə edilən istehsal üsuludur.
Tətbiq nümunələri
İşıq üçün toplar və yuvarlanan elementlər
Böyük qırılma möhkəmliyinə və yaxşı triboloji xüsusiyyətlərinə görə, silikon nitrid keramika yüngül, son dərəcə dəqiq rulmanlar, ağır keramika formalaşdırma alətləri və yüksək gərginlikli avtomobil komponentləri üçün toplar və yuvarlanan elementlər kimi istifadə üçün idealdır. Bundan əlavə, qaynaq üsulları materialların güclü termal şok müqavimətindən və yüksək temperatur müqavimətindən istifadə edir.
Yüksək Temperatur Tətbiqləri
Bundan əlavə, uzun müddət yüksək temperatur tətbiqlərində istifadə edilmişdir. Fakt budur ki, hidrogen/oksigen raket mühərrikləri tərəfindən istehsal olunan həddindən artıq termal şoka və temperatur gradientlərinə tab gətirə bilən bir neçə monolit keramika materialından biridir.
Avtomobil Sənayesi
Hal-hazırda, silikon nitrid materialı, əsasən, avtomobil sənayesində daha az ətalət və azaldılmış mühərrik gecikməsi və emissiyaları üçün turbomühərriklər, daha tez işə salmaq üçün işıqlandırma şamları, artan sürətlənmə üçün işlənmiş qaz tənzimləyici klapanlar və aşınmanı azaltmaq üçün qaz mühərrikləri üçün rokçu qol yastıqları kimi mühərrik hissələri və mühərrik aksesuarları üçün tətbiqlərdə istifadə olunur.
Elektronika Sənayesi
Fərqli elektrik xüsusiyyətlərinə görə, mikroelektronika tətbiqlərində silikon nitrid cihazların təhlükəsiz qablaşdırılması üçün inteqral sxemlərin istehsalında izolyator və kimyəvi maneə kimi getdikcə daha çox istifadə olunur. Silikon nitrid mikroelektronikada korroziya və qeyri-sabitliyin iki əsas səbəbi olan natrium ionlarına və suya qarşı yüksək diffuziya maneəsinə malik passivasiya təbəqəsi kimi istifadə olunur. Analoq qurğular üçün kondansatörlərdə maddə polisilikon təbəqələri arasında elektrik izolyatoru kimi də istifadə olunur.
Nəticə
Silikon nitrid keramika faydalı materiallardır. Bu keramikanın hər bir növü onu müxtəlif sektorlarda faydalı edən unikal xüsusiyyətlərə malikdir. Silikon nitrid keramikasının bir çox növlərini başa düşmək, müəyyən bir tətbiq üçün ən yaxşısını seçməyi asanlaşdırır.
