සිලිකන් සහ නයිට්‍රජන් වලින් සමන්විත ලෝහමය නොවන සංයෝගයක්, සිලිකන් නයිට්රයිඩ් (Si3N4) යනු යාන්ත්‍රික, තාප සහ විද්‍යුත් ගුණවල වඩාත්ම අනුවර්තනය කළ හැකි මිශ්‍රණයක් සහිත උසස් සෙරමික් ද්‍රව්‍යයකි. මීට අමතරව, අනෙකුත් බොහෝ සෙරමික් සමඟ සසඳන විට, එය විශිෂ්ට තාප කම්පන ප්රතිරෝධයක් ලබා දෙන අඩු තාප ප්රසාරණ සංගුණකයක් සහිත ඉහළ ක්රියාකාරී සෙරමික් වේ.
විශේෂාංග
එහි අඩු තාප ප්රසාරණ සංගුණකය හේතුවෙන් ද්රව්යය ඉතා ඉහළ තාප කම්පන ප්රතිරෝධයක් සහ හොඳ අස්ථි බිඳීමක් ඇත. Si3N4 වැඩ කොටස් බලපෑම් සහ කම්පන වලට ප්‍රතිරෝධී වේ. මෙම වැඩ කොටස් වලට 1400 °C දක්වා මෙහෙයුම් උෂ්ණත්වයන් දරාගත හැකි අතර රසායනික ද්‍රව්‍ය, විඛාදන බලපෑම් සහ ඇලුමිනියම් වැනි විශේෂිත උණු කළ ලෝහවලට මෙන්ම අම්ල සහ ක්ෂාරීය ද්‍රාවණවලට ප්‍රතිරෝධී වේ. තවත් ලක්ෂණයක් වන්නේ එහි අඩු ඝනත්වයයි. එහි අඩු ඝනත්වය 3.2 සිට 3.3 g/cm3 දක්වා වන අතර, එය ඇලුමිනියම් (2.7 g/cm3) තරම් සැහැල්ලු වන අතර එය ≥900 MPa ක උපරිම නැමීමේ ශක්තියක් ඇත.
ඊට අමතරව, Si3N4 ඇඳීමට ඉහළ ප්රතිරෝධයක් මගින් සංලක්ෂිත වන අතර ඉහළ-උෂ්ණත්ව ශක්තිය සහ රිංගා ප්රතිරෝධය වැනි බොහෝ ලෝහවල ඉහළ-උෂ්ණත්ව ගුණාංග ඉක්මවා යයි. එය ක්‍රීප් සහ ඔක්සිකරණ ප්‍රතිරෝධයේ උසස් මිශ්‍රණයක් සපයන අතර බහුතර ලෝහවල ඉහළ උෂ්ණත්ව හැකියාවන් අභිබවා යයි. එහි අඩු තාප සන්නායකතාවය සහ ශක්තිමත් ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධයට ස්තූතිවන්ත වන අතර, එය වඩාත් ඉල්ලුමක් ඇති කාර්මික යෙදුම්වල දරුණුතම තත්වයන්ට ඔරොත්තු දිය හැකිය. එපමනක් නොව, සිලිකන් නයිට්රයිඩ් ඉහළ-උෂ්ණත්වය සහ අධික බර පැටවීමේ හැකියාව අවශ්‍ය වූ විට විශිෂ්ට විකල්පයකි.
දේපළ
● ඉහළ අස්ථි බිඳීම් දෘඪතාව
● හොඳ නම්ය ශක්තිය
● ඉතා අඩු ඝනත්වය
● ඇදහිය නොහැකි ශක්තිමත් තාප කම්පන ප්රතිරෝධය
● ඔක්සිකාරක වායුගෝලයේ ඉහළ ක්රියාකාරී උෂ්ණත්වය
නිෂ්පාදන ක්රමය
සිලිකන් නයිට්රයිඩ් සෑදීම සඳහා භාවිතා කරන විවිධ ක්‍රියාවලි පහ - තරමක් වෙනස් වැඩ කරන ද්‍රව්‍ය සහ යෙදුම් වලට මග පාදයි.
SRBSN (ප්‍රතික්‍රියා-බන්ධිත සිලිකන් නයිට්රයිඩ්)
GPSN (ගෑස් පීඩන සින්ටර් කළ සිලිකන් නයිට්රයිඩ්)
HPSN (උණුසුම් පීඩන සිලිකන් නයිට්රයිඩ්)
HIP-SN (උණුසුම් සමස්ථිතිකව තද කළ සිලිකන් නයිට්රයිඩ්)
RBSN (ප්‍රතික්‍රියා-බන්ධිත සිලිකන් නයිට්රයිඩ්)
මෙම පහ අතරින් GPSN නිෂ්පාදන ක්රමය බහුලව භාවිතා වේ.
යෙදුම් උදාහරණ
ආලෝකය සඳහා බෝල සහ රෝලිං මූලද්රව්ය
ඒවායේ විශාල අස්ථි බිඳීමේ දෘඪතාව සහ හොඳ ත්‍රිත්ව විද්‍යාත්මක ගුණාංග නිසා, සිලිකන් නයිට්රයිඩ් පිඟන් මැටි බෝල සහ රෝලිං මූලද්රව්ය ලෙස ආලෝකය, අතිශය නිරවද්‍ය ෙබයාරිං, අධික බරින් යුත් සෙරමික් සාදන මෙවලම් සහ අධික ආතතියෙන් යුත් මෝටර් රථ උපාංග සඳහා ඉතා යෝග්‍ය වේ. අතිරේකව, වෙල්ඩින් ශිල්පීය ද්රව්යවල ශක්තිමත් තාප කම්පන ප්රතිරෝධය සහ ඉහළ උෂ්ණත්ව ප්රතිරෝධය භාවිතා කරයි.
ඉහළ උෂ්ණත්ව යෙදුම්
ඊට අමතරව, එය දිගු කලක් තිස්සේ ඉහළ උෂ්ණත්ව යෙදුම්වල භාවිතා කර ඇත. එය හයිඩ්‍රජන්/ඔක්සිජන් රොකට් එන්ජින් මගින් නිපදවන අධික තාප කම්පනය සහ උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමයට ඔරොත්තු දිය හැකි මොනොලිතික් පිඟන් මැටි ද්‍රව්‍ය කිහිපයෙන් එකකි.
වාහන නිෂ්පාදන කර්මාන්තය
දැනට, සිලිකන් නයිට්රයිඩ් ද්‍රව්‍ය ප්‍රධාන වශයෙන් මෝටර් රථ කර්මාන්තයේ එන්ජින් කොටස් සහ එන්ජින් උපාංග ඒකක සඳහා වන යෙදුම්වල භාවිතා වේ, එනම් අඩු අවස්ථිති භාවය සඳහා ටර්බෝචාජර් සහ එන්ජිමේ ප්‍රමාදය සහ විමෝචනය අඩු කිරීම, ඉක්මන් ආරම්භය සඳහා දිලිසෙන ප්ලග්, වැඩි ත්වරණය සඳහා පිටාර වායු පාලන කපාට, සහ ත්වරණය වැඩි කිරීම සඳහා රොකර් ආම් පෑඩ් සඳහා.
ඉලෙක්ට්රොනික කර්මාන්තය
ක්ෂුද්‍ර ඉලෙක්ට්‍රොනික් යෙදුම්වල එහි ඇති සුවිශේෂී විද්‍යුත් ගුණාංග නිසා, උපාංගවල ආරක්ෂිත ඇසුරුම් සඳහා ඒකාබද්ධ පරිපථ නිෂ්පාදනයේදී සිලිකන් නයිට්රයිඩ් පරිවාරකයක් සහ රසායනික බාධකයක් ලෙස වැඩි වැඩියෙන් භාවිතා වේ. ක්ෂුද්‍ර ඉලෙක්ට්රොනික විද්‍යාවේ විඛාදනයට සහ අස්ථාවරත්වයට ප්‍රධාන හේතු දෙකක් වන සෝඩියම් අයන සහ ජලයට එරෙහිව ඉහළ විසරණ බාධකයක් සහිත අක්‍රිය ස්තරයක් ලෙස සිලිකන් නයිට්රයිඩ් භාවිත කෙරේ. ඇනලොග් උපාංග සඳහා ධාරිත්‍රකවල, ද්රව්යය පොලිසිලිකන් ස්ථර අතර විද්‍යුත් පරිවාරකයක් ලෙස ද භාවිතා වේ.
නිගමනය
සිලිකන් නයිට්රයිඩ් සෙරමික් යනු උපයෝගිතා ද්‍රව්‍ය වේ. මෙම සෙරමික් සෑම වර්ගයකටම විවිධ අංශවල ප්‍රයෝජනවත් වන සුවිශේෂී ලක්ෂණ ඇත. සිලිකන් නයිට්රයිඩ් සෙරමික් වර්ග රාශියක් අවබෝධ කර ගැනීම, දී ඇති යෙදුමක් සඳහා හොඳම එක තෝරා ගැනීම පහසු කරයි.
