Yawancin ƙirar ƙirar wutar lantarki a yau sun dogara ne akan tukwane da aka yi da aluminum oxide (Al2O3) ko AlN, amma yayin da buƙatun aiki ke tashi, masu zanen kaya suna duban wasu kayan aikin. A cikin aikace-aikacen EV, alal misali, asarar canjin canji yana raguwa da 10% lokacin da zafin jiki ya tashi daga 150 ° C zuwa 200 ° C. Bugu da kari, sabbin fasahohin marufi kamar na'urorin da ba su da siyar da siyar da kayayyaki mara waya ba tare da waya ba suna sa na'urorin da ke akwai su zama mahaɗi mafi rauni.
Wani abu mai mahimmanci shine samfurin yana buƙatar ya daɗe a cikin yanayi mai tsanani, kamar waɗanda aka samu a cikin injin turbin iska. Ƙididdigar rayuwar injin turbin iska a ƙarƙashin duk yanayin muhalli shine shekaru goma sha biyar, wanda ya sa masu ƙirƙira wannan aikace-aikacen su nemo manyan fasahohin ƙasa.
Ƙara yawan amfani da abubuwan SiC shine abu na uku da ke haifar da ingantattun hanyoyin maye gurbin. Idan aka kwatanta da na'urori na al'ada, na'urorin SiC na farko tare da marufi mafi kyau sun nuna raguwar asara na 40 zuwa 70 bisa dari, amma kuma sun nuna wajibcin sabbin dabaru na marufi, gami da Si3N4 substrates. Duk waɗannan dabi'un za su iyakance aikin gaba na al'ada Al2O3 da AlN substrates, alhãli kuwa substrates dogara a kan Si3N4 za su zama kayan zabi ga nan gaba high-yi iko kayayyaki.
Silicon nitride (Si3N4) ya dace da kayan aikin lantarki mai ƙarfi saboda ƙarfin lanƙwasa mafi girma, taurin karyewa, da haɓakar zafi mai ƙarfi. Siffofin yumbu da kwatankwacin sauye-sauye masu mahimmanci, kamar fitar da wani bangare ko samuwar tsagewa, suna da babban tasiri akan dabi'ar dandali na karshe, kamar yanayin zafi da yanayin hawan keke.
Ƙarfin zafin jiki, ƙarfin lanƙwasa, da taurin karaya sune mafi mahimmancin kaddarorin lokacin zabar kayan rufewa don nau'ikan wutar lantarki. Babban ƙarfin wutar lantarki yana da mahimmanci don saurin watsawar zafi a cikin tsarin wutar lantarki. Ƙarfin lanƙwasawa yana da mahimmanci ga yadda ake sarrafa yumbura da kuma amfani da shi yayin aiwatar da marufi, yayin da taurin karya yana da mahimmanci don gano yadda abin dogara zai kasance.
Low thermal conductivity da low inji dabi'u suna kwatanta Al2O3 (96%). Koyaya, ƙarancin zafin jiki na 24 W/mK ya isa ga yawancin aikace-aikacen masana'antu na yau da kullun. AlN's high thermal conductivity na 180 W/mK shine mafi girman fa'idarsa, duk da matsakaicin amincinsa. Wannan shine sakamakon ƙarancin raunin karaya na Al2O3 da kwatankwacin ƙarfin lankwasawa.
Ƙara yawan buƙatun dogaro da kai ya haifar da ci gaban kwanan nan a ZTA (zirconia toughened alumina) yumbura. Waɗannan tukwane suna da mahimmancin ƙarfin lanƙwasawa da taurin karaya fiye da sauran kayan. Abin baƙin ciki shine, yanayin zafi na yumbura na ZTA yayi daidai da na daidaitaccen Al2O3; a sakamakon haka, an iyakance amfani da su a cikin aikace-aikace masu ƙarfi tare da mafi girman iko.
Yayin da Si3N4 ya haɗu da kyakkyawan yanayin zafi da aikin injiniya. Za'a iya ƙayyadadden ƙayyadaddun yanayin zafi a 90 W/mK, kuma ƙarfin karyewar sa shine mafi girma a cikin yumbu idan aka kwatanta. Waɗannan halayen suna ba da shawarar cewa Si3N4 zai nuna mafi girman abin dogaro azaman ƙarfe mai ƙarfe.
