Një përbërje jo metalike e përbërë nga silikoni dhe azoti, nitridi i silikonit (Si3N4) është gjithashtu një material qeramik i avancuar me përzierjen më të adaptueshme të vetive mekanike, termike dhe elektrike. Për më tepër, krahasuar me shumicën e qeramikës së tjera, është një qeramikë me performancë të lartë me një koeficient të ulët të zgjerimit termik që ofron rezistencë të shkëlqyer ndaj goditjeve termike.
Veçoritë
Për shkak të koeficientit të tij të ulët të zgjerimit termik, materiali ka një rezistencë shumë të lartë ndaj goditjes termike dhe rezistencë të mirë ndaj thyerjes. Pjesët e punës Si3N4 janë rezistente ndaj goditjeve dhe goditjeve. Këto pjesë të punës mund të tolerojnë temperaturat e funksionimit deri në 1400 °C dhe janë rezistente ndaj kimikateve, efekteve gërryese dhe metaleve specifike të shkrirë si alumini, si dhe ndaj acideve dhe solucioneve alkaline. Një veçori tjetër është densiteti i ulët. Ka një densitet të ulët prej 3,2 deri në 3,3 g/cm3, që është pothuajse po aq e lehtë sa alumini (2,7 g/cm3) dhe ka një forcë maksimale në përkulje prej ≥900 MPa.
Për më tepër, Si3N4 karakterizohet nga rezistencë e lartë ndaj konsumit dhe tejkalon vetitë e temperaturës së lartë të shumicës së metaleve, si forca ndaj temperaturës së lartë dhe rezistenca ndaj zvarritjes. Ofron një përzierje superiore të rezistencës ndaj zvarritjes dhe oksidimit dhe tejkalon aftësitë e temperaturës së lartë të shumicës së metaleve. Falë përçueshmërisë së ulët të nxehtësisë dhe rezistencës së fortë ndaj konsumit, ai mund t'i rezistojë rrethanave më të vështira në aplikimet industriale më të kërkuara. Për më tepër, nitridi i silikonit është një opsion i shkëlqyeshëm kur kërkohen aftësi të temperaturës dhe ngarkesës së lartë.
Vetitë
● Rezistencë e lartë në thyerje
● Fortësi e mirë në përkulje
● Dendësi jashtëzakonisht e ulët
● Rezistencë e jashtëzakonshme ndaj goditjeve termike
● Temperatura e lartë e punës në atmosferat oksiduese
Metoda e prodhimit
Pesë proceset e ndryshme të përdorura për prodhimin e nitridit të silikonit - çojnë në materiale dhe aplikime paksa të ndryshme pune.
SRBSN (nitrid silikoni i lidhur me reaksion)
GPSN (nitrit silikoni të sinteruar me presion gazi)
HPSN (nitrid silikoni me presion të nxehtë)
HIP-SN (nitrit silikoni i shtypur izostatikisht i nxehtë)
RBSN (nitrid silikoni i lidhur me reaksion)
Ndër këto pesë, GPSN është metoda më e përdorur e prodhimit.
Shembuj aplikimi
Topa dhe elementë rrotullues për dritë
Për shkak të qëndrueshmërisë së tyre të madhe ndaj thyerjes dhe vetive të mira tribologjike, qeramika e nitridit të silikonit janë të përshtatshme në mënyrë ideale për t'u përdorur si topa dhe elementë rrotullues për kushinetat e lehta, jashtëzakonisht të sakta, veglat e formimit të qeramikës me forcë të rëndë dhe komponentë automobilistikë shumë të stresuar. Për më tepër, teknikat e saldimit përdorin rezistencën e fortë ndaj goditjes termike të materialeve dhe rezistencën ndaj temperaturës së lartë.
Aplikimet në temperaturë të lartë
Përveç kësaj, ajo është përdorur prej kohësh në aplikime në temperatura të larta. Fakti që është një nga materialet e pakta qeramike monolitike që mund t'i rezistojë goditjeve ekstreme termike dhe gradientëve të temperaturës të prodhuara nga motorët e raketave me hidrogjen/oksigjen.
Industrinë e automobilave
Aktualisht, materiali i nitridit të silikonit përdoret kryesisht në industrinë e automobilave në aplikime për pjesët e motorit dhe njësitë ndihmëse të motorit, të tilla si turbongarkuesit për inerci më të ulët dhe vonesë dhe emetim të reduktuar të motorit, priza ndriçimi për fillimin më të shpejtë, valvulat e kontrollit të gazit të shkarkimit për rritjen e përshpejtimit dhe jastëkët e krahëve rrotullues për motorët me gaz për të ulur konsumin.
Industria Elektronike
Për shkak të vetive të tij të veçanta elektrike, në aplikimet mikroelektronike, nitridi i silikonit përdoret gjithnjë e më shumë si një izolues dhe pengesë kimike në prodhimin e qarqeve të integruara për paketimin e sigurt të pajisjeve. Nitridi i silikonit përdoret si një shtresë pasivimi me një pengesë të lartë difuzioni kundër joneve të natriumit dhe ujit, të cilët janë dy shkaqet kryesore të korrozionit dhe paqëndrueshmërisë në mikroelektronikë. Në kondensatorët për pajisjet analoge, substanca përdoret gjithashtu si një izolues elektrik midis shtresave të polisilikonit.
konkluzioni
Qeramikat me nitrid silikoni janë materiale të dobishme. Çdo lloj i kësaj qeramike ka veçori unike që e bëjnë atë të dobishëm në një sërë sektorësh. Kuptimi i shumë llojeve të qeramikës me nitrid silikoni e bën të lehtë zgjedhjen e më të mirës për një aplikim të caktuar.
