Silizioz eta nitrogenoz osatutako metalikoa ez den konposatua, silizio nitruroa (Si3N4) zeramikazko material aurreratua ere bada, propietate mekaniko, termiko eta elektrikoen nahasketa moldagarriena duena. Gainera, beste zeramika gehienekin alderatuta, errendimendu handiko zeramika da, hedapen termiko koefiziente baxua duena, eta shock termikoen erresistentzia bikaina eskaintzen duena.
Ezaugarriak
Hedapen termikoko koefiziente baxua dela eta, materialak kolpe termikoen erresistentzia oso handia du eta hausturaren gogortasun ona du. Si3N4 piezak erresistenteak dira kolpeen eta kolpeen aurrean. Pieza hauek 1400 °C arteko funtzionamendu-tenperaturak jasan ditzakete, eta erresistenteak dira produktu kimiko, efektu korrosibo eta urtutako metal espezifikoekiko, aluminioa, baita azido eta disoluzio alkalinoekiko. Beste ezaugarri bat bere dentsitate baxua da. 3,2 eta 3,3 g/cm3 bitarteko dentsitate baxua du, aluminioa bezain arina (2,7 g/cm3), eta ≥900 MPa-ko gehienezko tolestura-erresistentzia du.
Horrez gain, Si3N4-k higadurarako erresistentzia handia du eta metal gehienen tenperatura altuko propietateak gainditzen ditu, adibidez, tenperatura altuko indarra eta erresistentzia erresistentzia. Crep eta oxidazio erresistentziaren nahasketa bikaina eskaintzen du eta metal gehienen tenperatura altuko gaitasunak gainditzen ditu. Bero-eroankortasun baxuari eta higadura-erresistentzia handiari esker, egoera gogorrenak jasan ditzake industria-aplikazio zorrotzenetan. Gainera, silizio nitruroa aukera bikaina da tenperatura eta karga handiko gaitasunak behar direnean.
Propietateak
● Hausturaren gogortasun handia
● Malgutasun-erresistentzia ona
● Dentsitate oso baxua
● Shock termikoen erresistentzia ikaragarria
● Lan-tenperatura altua atmosfera oxidatzaileetan
Ekoizpen Metodoa
Silizio nitruroa egiteko erabiltzen diren bost prozesu ezberdinek lan-material eta aplikazio apur bat desberdinak dituzte.
SRBSN (erreakzioarekin loturiko silizio nitruroa)
GPSN (gas-presioa silizio-nitruro sinterizatua)
HPSN (bero-sakatu silizio nitruroa)
HIP-SN (silizio nitruro isostatiko beroan sakatuta)
RBSN (erreakzioarekin loturiko silizio nitruroa)
Bost horien artean, GPSN da gehien erabiltzen den ekoizpen-metodoa.
Aplikazio-adibideak
Argirako Bolak eta Rolling Elements
Hausturaren gogortasun handia eta propietate tribologiko onak direla eta, silizio nitrurozko zeramika ezin hobea da errodamendu arin eta oso zehatzetarako, zeramikazko konformaziorako tresna astunetarako eta oso tentsio handiko automobilgintzako osagaietarako bola eta ijezketa-elementu gisa erabiltzeko. Gainera, soldadura-teknikek materialen shock termikoen erresistentzia handia eta tenperatura altuko erresistentzia erabiltzen dituzte.
Tenperatura handiko aplikazioak
Gainera, aspalditik tenperatura altuko aplikazioetan erabiltzen da. Izan ere, hidrogeno/oxigeno koheteen motorrek sortutako muturreko shock termikoei eta tenperatura-gradienteei aurre egin diezaiekeen zeramikazko material monolitiko bakanetako bat da.
Automobilgintza
Gaur egun, silizio nitruroaren materiala automobilgintzan erabiltzen da batez ere motorraren piezen eta motorraren osagarrien unitateetarako aplikazioetan, hala nola, inertzia baxuagorako eta motorraren atzerapena eta isuriak murrizteko turbokonpresorak, abiarazte azkarragorako distira-bujiak, azelerazio handiagoa lortzeko ihes-gasen kontrol-balbulak, eta gas-motorrentzako kulungailuak higadura murrizteko.
Elektronika Industria
Bere propietate elektriko bereizgarriak direla eta, mikroelektronikako aplikazioetan, silizio nitruroa gero eta gehiago erabiltzen da isolatzaile eta hesi kimiko gisa gailuak seguru ontziratzeko zirkuitu integratuen ekoizpenean. Silizio nitruroa pasibazio geruza gisa erabiltzen da, sodio ioien eta uraren aurkako difusio-hesi handia duena, korrosioaren eta ezegonkortasunaren bi arrazoi nagusiak mikroelektronikan. Gailu analogikoentzako kondentsadoreetan, substantzia polisiliziozko geruzen arteko isolatzaile elektriko gisa ere erabiltzen da.
Ondorioa
Silizio nitrurozko zeramika material erabilgarriak dira. Zeramika honen mota bakoitzak ezaugarri bereziak ditu, hainbat sektoretan erabilgarria egiten dutenak. Silizio nitruroko zeramika barietate ugari ulertzeak aplikazio jakin baterako onena aukeratzea errazten du.
