Nemetala kunmetaĵo kunmetita de silicio kaj nitrogeno, silicionitruro (Si3N4) ankaŭ estas altnivela ceramika materialo kun la plej adaptebla miksaĵo de mekanikaj, termikaj kaj elektraj trajtoj. Aldone, kompare kun la plej multaj aliaj ceramikaĵoj, ĝi estas alt-efikeca ceramikaĵo kun malalta termika ekspansio-koeficiento kiu ofertas bonegan termikan ŝokon reziston.
Trajtoj
Pro ĝia malalta termika ekspansio-koeficiento, la materialo havas tre altan termikan ŝokon reziston kaj bonan frakturforton. Si3N4-laborpecoj estas rezistemaj al trafoj kaj ŝokoj. Ĉi tiuj laborpecoj povas toleri funkciajn temperaturojn de ĝis 1400 °C kaj estas rezistemaj al kemiaĵoj, korodaj efikoj kaj specifaj fanditaj metaloj kiel aluminio, same al acidoj kaj alkalaj solvoj. Alia trajto estas ĝia malalta denseco. Ĝi havas malaltan densecon de 3,2 ĝis 3,3 g/cm3, kiu estas preskaŭ same malpeza kiel aluminio (2,7 g/cm3), kaj ĝi havas maksimuman flekseblan forton de ≥900 MPa.
Krome, Si3N4 estas karakterizita per alta rezisto al eluziĝo kaj superas la alt-temperaturajn trajtojn de plej multaj metaloj, kiel ekzemple alt-temperatura forto kaj rampa rezisto. Ĝi ofertas superan miksaĵon de fluado kaj oksidado-rezisto kaj superas la alt-temperaturajn kapablojn de la plimulto de metaloj. Danke al ĝia malalta varmokondukteco kaj forta eluziĝorezisto, ĝi povas elteni la plej severajn cirkonstancojn en la plej postulemaj industriaj aplikoj. Plie, silicia nitruro estas bonega eblo kiam necesas alt-temperaturaj kaj altŝarĝaj kapabloj.
Propraĵoj
● Alta frakturo fortikeco
● Bona fleksa forto
● Ege malalta denseco
● Nekredebla forta termika rezisto
● Alta labortemperaturo en oksidaj atmosferoj
Produktada Metodo
La kvin diversaj procezoj uzataj por fari silician nitruron - kondukas al iomete malsamaj labormaterialoj kaj aplikoj.
SRBSN (reag-ligita silicionitruro)
GPSN (gaspremo sintrita silicionitruro)
HPSN (varme premita silicionitruro)
HIP-SN (varme izostate premita silicionitruro)
RBSN (reakci-ligita silicia nitruro)
Inter ĉi tiuj kvin, GPSN estas la plej ofte uzata metodo de produktado.
Aplikaj Ekzemploj
Pilkoj kaj Ruliĝantaj Elementoj por Lumo
Pro sia granda frakturforto kaj bonaj tribologiaj trajtoj, silicia nitruda ceramikaĵo estas ideale taŭga por uzo kiel pilkoj kaj ruliĝantaj elementoj por malpezaj, ekstreme precizaj lagroj, pezaj ceramikaj formaj iloj kaj tre streĉitaj aŭtomobilaj komponantoj. Aldone, veldaj teknikoj uzas la fortan termikan ŝokon reziston kaj alttemperaturan reziston de materialoj.
Alt-Temperaturaj Aplikoj
Krome, ĝi estas delonge uzata en alt-temperaturaj aplikoj. La fakto ke ĝi estas unu el la malmultaj monolitaj ceramikaj materialoj kiuj povas elteni la ekstreman termikan ŝokon kaj temperaturgradientojn produktitajn per hidrogeno/oksigenaj raketmotoroj.
Aŭto-Industrio
Nuntempe, la materialo de silicio nitruro estas uzata ĉefe en la aŭtindustrio en aplikoj por motorpartoj kaj motoraj akcesoraĵunuoj, kiel turboŝarĝiloj por pli malalta inercio kaj reduktita motora malfruo kaj emisioj, brulŝtopiloj por pli rapida ekfunkciigo, ellasgasaj kontrolvalvoj por pliigita akcelo, kaj balanciloj por gasmotoroj por malaltigi eluziĝon.
Elektronika Industrio
Pro ĝiaj apartaj elektraj trajtoj, en mikroelektronikaj aplikoj, silicionitruro estas ĉiam pli uzata kiel izolilo kaj kemia baro en la produktado de integraj cirkvitoj por la sekura enpakado de aparatoj. Silicia nitruro estas uzata kiel pasiva tavolo kun alta disvastigo kontraŭ natriaj jonoj kaj akvo, kiuj estas du ĉefaj kaŭzoj de korodo kaj malstabileco en mikroelektroniko. En kondensiloj por analogaj aparatoj, la substanco ankaŭ estas utiligita kiel elektra izolilo inter polisiliciaj tavoloj.
Konkludo
Silicinitruda ceramiko estas utilaj materialoj. Ĉiu speco de ĉi tiu ceramiko havas unikajn funkciojn, kiuj igas ĝin utila en diversaj sektoroj. Kompreni la multajn variojn de silicio-nitruda ceramiko faciligas elekti la plej bonan por difinita apliko.
