Mchanganyiko usio wa metali unaojumuisha silicon na nitrojeni, silicon nitridi (Si3N4) pia ni nyenzo ya hali ya juu ya kauri yenye mchanganyiko unaoweza kubadilika zaidi wa sifa za kimikanika, mafuta na umeme. Zaidi ya hayo, ikilinganishwa na kauri nyingine nyingi, ni kauri yenye utendakazi wa juu na mgawo wa upanuzi wa kiwango cha chini cha mafuta ambayo hutoa upinzani bora wa mshtuko wa joto.

Vipengele

Kutokana na mgawo wake wa chini wa upanuzi wa mafuta, nyenzo hiyo ina upinzani wa juu sana wa mshtuko wa joto na ugumu mzuri wa fracture. Vifaa vya kazi vya Si3N4 vinastahimili athari na mishtuko. Vifaa hivi vya kazi vinaweza kuhimili halijoto ya utendakazi ya hadi 1400 °C na ni sugu kwa kemikali, athari za ulikaji na metali mahususi zilizoyeyushwa kama vile alumini, pamoja na asidi na miyeyusho ya alkali. Kipengele kingine ni wiani wake wa chini. Ina msongamano wa chini wa 3.2 hadi 3.3 g/cm3, ambayo ni nyepesi kama alumini (2.7 g/cm3), na ina uwezo wa juu zaidi wa kupinda wa ≥900 MPa.

Zaidi ya hayo, Si3N4 ina sifa ya kustahimili hali ya juu ya kuvaa na inazidi sifa za halijoto ya juu za metali nyingi, kama vile uimara wa halijoto ya juu na ukinzani wa kutambaa. Inatoa mchanganyiko bora wa upinzani wa kutambaa na oksidi na inashinda uwezo wa halijoto ya juu wa metali nyingi. Shukrani kwa conductivity yake ya chini ya joto na upinzani mkali wa kuvaa, inaweza kuhimili hali mbaya zaidi katika maombi ya viwanda yanayohitajika zaidi. Zaidi ya hayo, silicon nitridi ni chaguo bora wakati uwezo wa halijoto ya juu na upakiaji wa juu unahitajika.

Mali

● Ugumu wa juu wa kuvunjika

● Nguvu nzuri ya kujikunja

● Msongamano wa chini sana

● Ustahimilivu nguvu wa mshtuko wa joto

● Joto la juu la kufanya kazi katika angahewa za vioksidishaji

Mbinu ya Uzalishaji

Michakato mitano tofauti inayotumiwa kutengeneza nitridi ya silicon-husababisha vifaa na matumizi tofauti kidogo.

• SBRSN (nitridi ya silicon iliyounganishwa kwa athari)

• GPSN (silikoni nitridi ya shinikizo la gesi)

• HPSN (silicon nitridi iliyoshinikizwa moto)

• HIP-SN (silikoni nitridi iliyoshinikizwa na isostatiki)

• RBSN (nitridi ya silicon iliyounganishwa kwa athari)

Kati ya hizi tano, GPSN ndiyo njia inayotumika sana ya uzalishaji.

Mifano ya Maombi

Mipira na Vipengee vya Kuzungusha kwa Nuru

Kwa sababu ya ugumu wao mkubwa wa kuvunjika na sifa nzuri za utatu, keramik za nitridi za silicon zinafaa kabisa kutumika kama mipira na vipengee vya kuviringisha kwa mwanga, fani sahihi kabisa, zana za uundaji wa kauri za kazi nzito na vijenzi vya gari vilivyosisitizwa sana. Zaidi ya hayo, mbinu za kulehemu hutumia vifaa vya upinzani mkali wa mshtuko wa mafuta na upinzani wa joto la juu.

Maombi ya Halijoto ya Juu

Kwa kuongezea, imetumika kwa muda mrefu katika matumizi ya hali ya juu ya joto. Ukweli kwamba ni moja ya vifaa vichache vya kauri vya monolithic vinavyoweza kuhimili mshtuko mkubwa wa joto na viwango vya joto vinavyozalishwa na injini za roketi za hidrojeni/oksijeni.

Sekta ya Magari

Hivi sasa, nyenzo za nitridi za silicon hutumiwa kimsingi katika tasnia ya magari katika matumizi ya sehemu za injini na vitengo vya nyongeza vya injini, kama vile turbocharger za hali ya chini na kupunguzwa kwa kasi ya injini na uzalishaji, plugs za mwanga kwa kuanza haraka, kutolea nje valves za kudhibiti gesi kwa kuongeza kasi, na pedi za mkono za rocker kwa injini za gesi ili kupunguza uchakavu.

Sekta ya Elektroniki

Kwa sababu ya sifa zake tofauti za umeme, katika utumizi wa kielektroniki kidogo, nitridi ya silicon inazidi kutumika kama kizuizi cha kizio na kemikali katika utengenezaji wa saketi zilizounganishwa kwa ufungashaji salama wa vifaa. Silicon nitridi hutumika kama safu ya kupitisha na kizuizi kikubwa cha uenezaji dhidi ya ioni za sodiamu na maji, ambazo ni sababu mbili kuu za kutu na ukosefu wa uthabiti katika elektroniki ndogo. Katika vipashio vya vifaa vya analogi, dutu hii pia hutumika kama kizio cha umeme kati ya tabaka za polisilicon.

Hitimisho

Kauri za nitridi za silicon ni nyenzo za matumizi. Kila aina ya kauri hii ina vipengele vya kipekee vinavyoifanya kuwa muhimu katika sekta mbalimbali. Kuelewa aina nyingi za keramik za silicon nitridi hurahisisha kuchagua bora zaidi kwa programu fulani.