Кремний жана азоттон турган металл эмес кошулма, кремний нитриди (Si3N4) дагы механикалык, жылуулук жана электрдик касиеттердин эң ийкемдүү аралашмасы менен өркүндөтүлгөн керамикалык материал болуп саналат. Кошумчалай кетсек, башка керамикалардын көбүнө салыштырмалуу бул жогорку термикалык кеңейүү коэффициенти менен, термикалык соккуга эң сонун туруктуулукту сунуштайт.
Өзгөчөлүктөрү
Термикалык кеңейүү коэффициенти төмөн болгондуктан, материал абдан жогорку термикалык шок туруктуулугуна жана жакшы сыныктарга ээ. Si3N4 даярдалган тетиктери соккуларга жана соккуларга туруктуу. Бул даярдалган тетиктер 1400 °Cге чейинки иштөө температурасына чыдай алат жана химиялык заттарга, коррозиялык таасирлерге жана алюминий сыяктуу спецификалык эриген металлдарга, ошондой эле кислоталарга жана щелочтук эритмелерге туруктуу. Дагы бир өзгөчөлүгү анын тыгыздыгы төмөн. Анын тыгыздыгы төмөн 3,2-3,3 г/см3, ал алюминийдей жеңил (2,7 г/см3) жана максималдуу ийилүүчү ≥900 МПа күчкө ээ.
Кошумчалай кетсек, Si3N4 эскирүүгө жогорку туруктуулугу менен мүнөздөлөт жана жогорку температурага бекемдик жана сойлоо каршылык сыяктуу көпчүлүк металлдардын жогорку температуралык касиеттеринен ашып кетет. Ал сойлуу жана кычкылданууга каршылыктын мыкты аралашмасын сунуштайт жана металлдардын көпчүлүгүнүн жогорку температурадагы мүмкүнчүлүктөрүнөн ашып кетет. Төмөн жылуулук өткөргүчтүгү жана күчтүү эскирүү туруктуулугу аркасында, ал эң талап кылынган өнөр жайлык колдонмолордо эң катаал шарттарга туруштук бере алат. Мындан тышкары, кремний нитриди жогорку температурада жана жогорку жүктөө мүмкүнчүлүктөрү талап кылынганда эң сонун мүмкүнчүлүк.
Properties
● Жогорку сыныктарга бекемдик
● Жакшы ийилүүчү күч
● Өтө төмөн тыгыздык
● Укмуш күчтүү термикалык соккуга каршылык
● кычкылдануучу атмосферада жогорку жумушчу температурасы
Өндүрүш ыкмасы
Кремний нитридин даярдоо үчүн колдонулган беш түрдүү процесстер — бир аз башкача жумушчу материалдарга жана колдонмолорго алып келет.
SRBSN (реакция менен байланышкан кремний нитриди)
GPSN (газ басымы агломерацияланган кремний нитриди)
HPSN (ысык басылган силикон нитриди)
HIP-SN (ысык изостатикалык басылган кремний нитриди)
RBSN (реакция менен байланышкан кремний нитриди)
Бул бешөөнүн ичинен GPSN эң көп колдонулган өндүрүш ыкмасы.
Колдонмо мисалдары
Жарык үчүн шариктер жана жылма элементтер
Кремний нитридинин керамикасынын сынууга катуулугу жана жакшы трибологиялык касиеттери аркасында жеңил, өтө так подшипниктер, оор керамикалык калыптандыруучу шаймандар жана катуу стресске дуушар болгон автомобиль тетиктери үчүн шарлар жана жылма элементтер катары колдонууга эң ылайыктуу. Мындан тышкары, ширетүү ыкмалары материалдардын күчтүү термикалык шок каршылыгын жана жогорку температурага туруктуулугун колдонот.
Жогорку температурадагы колдонмолор
Мындан тышкары, ал көптөн бери жогорку температуралык колдонмолордо колдонулат. Бул суутек/кычкылтек ракета кыймылдаткычтары тарабынан өндүрүлгөн экстремалдык жылуулук шок жана температура градиенттерине туруштук бере ала турган бир нече монолиттүү керамикалык материалдардын бири экендиги.
Автоунаа өнөр жайы
Азыркы учурда кремний нитридинин материалы негизинен автомобиль өнөр жайында кыймылдаткыч тетиктери жана кыймылдаткычтын кошумча агрегаттары үчүн тиркемелерде колдонулат, мисалы, төмөнкү инерция үчүн турбокомпрессорлор жана кыймылдаткычтын артта калуусу жана эмиссиялары, тезирээк ишке киргизүү үчүн күйгүзүүчү шамдар, ылдамданууну жогорулатуу үчүн газды башкаруу клапандары жана газ кыймылдаткычтары үчүн рокер колдуктар.
Электроника өнөр жайы
Өзүнүн өзгөчө электрдик касиеттеринен улам, микроэлектроника колдонмолорунда кремний нитриди аппараттарды коопсуз таңгактоо үчүн интегралдык микросхемаларды өндүрүүдө изолятор жана химиялык тоскоолдук катары көбүрөөк колдонулат. Кремний нитриди микроэлектроникада дат басуунун жана туруксуздуктун эки негизги себеби болгон натрий иондоруна жана сууга каршы жогорку диффузиялык тоскоолдукка ээ пассивация катмары катары колдонулат. Аналогдук түзүлүштөр үчүн конденсаторлордо бул зат ошондой эле полисиликон катмарларынын ортосундагы электр изолятору катары колдонулат.
Корутунду
Кремний нитридинин керамикасы пайдалуу материалдар. Бул керамканын ар бир түрү аны ар кандай секторлордо пайдалуу кылган уникалдуу өзгөчөлүктөргө ээ. Кремний нитридинин керамикасынын көптөгөн түрлөрүн түшүнүү берилген колдонуу үчүн эң жакшысын тандоону жеңилдетет.
