Eng net-metallesch Verbindung aus Silizium a Stickstoff, Siliziumnitrid (Si3N4) ass och e fortgeschratt Keramikmaterial mat der adaptéierbarer Mëschung vu mechanesche, thermeschen an elektresche Eegeschaften. Zousätzlech, am Verglach mat meescht aner Keramik, ass et eng héich performant Keramik mat engem nidderegen thermesche Expansiounskoeffizient deen exzellent thermesch Schockbeständegkeet bitt.
Eegeschaften
Wéinst sengem nidderegen thermesche Expansiounskoeffizient huet d'Material eng ganz héich thermesch Schockbeständegkeet a gutt Frakturzähegkeet. Si3N4-Werkstécker si resistent géint Impakt a Schock. Dës Werkstécker kënnen Operatiounstemperature vu bis zu 1400 ° C toleréieren a si resistent géint Chemikalien, ätzend Effekter a spezifesch geschmollte Metaller wéi Aluminium, wéi och Säuren an alkalesch Léisungen. Eng aner Feature ass seng geréng Dicht. Et huet eng niddreg Dicht vun 3,2 bis 3,3 g/cm3, wat bal sou hell ass wéi Aluminium (2,7 g/cm3), an et huet eng maximal Béiestäerkt vun ≥900 MPa.
Zousätzlech ass Si3N4 charakteriséiert duerch héich Verschleißbeständegkeet an iwwerschreift d'Héichtemperatureigenschaften vun de meeschte Metaller, wéi Héichtemperaturstäerkt a Kreepresistenz. Et bitt eng super Mëschung vu Kreep- an Oxidatiounsbeständegkeet an iwwerhëlt d'Héichtemperaturfäegkeete vun der Majoritéit vu Metaller. Dank senger gerénger Hëtztkonduktivitéit a staarker Verschleißbeständegkeet kann et déi härtesten Ëmstänn an den exigentste industriellen Uwendungen widderstoen. Ausserdeem ass Siliciumnitrid eng super Optioun wann Héichtemperatur an Héichbelaaschtungsfäegkeeten erfuerderlech sinn.
Eegeschaften
● Héich Frakturzähegkeet
● Gutt flexural Kraaft
● Extrem niddereg Dicht
● Onheemlech staark thermesch Schockbeständegkeet
● Héich Aarbechtstemperatur an oxidéierend Atmosphären
Produktioun Method
Déi fënnef verschidde Prozesser benotzt fir Siliziumnitrid ze maachen - féieren zu liicht ënnerschiddlechen Aarbechtsmaterialien an Uwendungen.
SRBSN (Reaktioun gebonnen Siliziumnitrid)
GPSN (Gasdruck gesintert Siliziumnitrid)
HPSN (waarmgepresste Siliconnitrid)
HIP-SN (waarm isostatesch gepresst Siliziumnitrid)
RBSN (Reaktioun gebonnen Siliziumnitrid)
Ënnert dëse fënnef ass GPSN déi meescht benotzt Produktiounsmethod.
Applikatioun Beispiller
Bäll a Rolling Elementer fir Liicht
Wéinst hirer grousser Frakturzähegkeet a gudder tribologescher Eegeschafte sinn Siliziumnitrid Keramik ideal fir d'Benotzung als Kugelen a Rollelementer fir liicht, extrem präzis Lager, schwéier-Pflicht Keramik Formungsinstrumenter, an héich betount Autoskomponenten. Zousätzlech benotzen d'Schweißtechnike d'Material staark thermesch Schockbeständegkeet an Héichtemperaturbeständegkeet.
Héich Temperatur Uwendungen
Ausserdeem ass et laang an Héichtemperaturapplikatiounen agestallt ginn. D'Tatsaach, datt et ee vun de wéinege monolithesche Keramikmaterialien ass, déi den extremen thermesche Schock an d'Temperaturgradienten, déi vu Waasserstoff / Sauerstoff Rakéitemotoren produzéiert ginn, widderstoen.
Automotive Industrie
De Moment gëtt de Siliziumnitridmaterial haaptsächlech an der Automobilindustrie an Uwendungen fir Motordeeler a Motoraccessoiren benotzt, sou wéi Turbocharger fir méi niddereg Inertia a reduzéierter Motorlag an Emissiounen, Glühbauer fir méi séier Start, Auspuffgas Kontrollventile fir erhéicht Beschleunegung, a Rockerarm Pads fir Gasmotoren fir Verschleiung ze reduzéieren.
Elektronik Industrie
Duerch seng ënnerschiddlech elektresch Eegeschaften, a Mikroelektronik Uwendungen, gëtt Siliziumnitrid ëmmer méi als Isolator a chemesch Barrière an der Produktioun vun integréierte Circuiten fir d'sécher Verpakung vun Apparater benotzt. Siliziumnitrid gëtt als Passivatiounsschicht mat enger héijer Diffusiounsbarriär géint Natriumionen a Waasser benotzt, déi zwee Schlësselursaachen vu Korrosioun an Onstabilitéit an der Mikroelektronik sinn. A Kondensatore fir analog Geräter gëtt d'Substanz och als elektreschen Isolator tëscht Polysilisiumschichten benotzt.
Conclusioun
Siliziumnitrid Keramik sinn Utilitymaterialien. All Zort vun dëser Keramik huet eenzegaarteg Features, déi et an enger Rei vu Secteuren nëtzlech maachen. Déi vill Varietéit vu Siliziumnitrid Keramik ze verstoen mécht et einfach déi bescht fir eng bestëmmte Applikatioun ze wielen.
