సిలికాన్ మరియు నైట్రోజన్‌తో కూడిన నాన్-మెటాలిక్ సమ్మేళనం, సిలికాన్ నైట్రైడ్ (Si3N4) అనేది మెకానికల్, థర్మల్ మరియు ఎలక్ట్రికల్ లక్షణాల యొక్క అత్యంత అనుకూలమైన మిశ్రమంతో కూడిన అధునాతన సిరామిక్ పదార్థం. అదనంగా, చాలా ఇతర సిరామిక్‌లతో పోలిస్తే, ఇది తక్కువ థర్మల్ విస్తరణ గుణకం కలిగిన అధిక-పనితీరు గల సిరామిక్, ఇది అద్భుతమైన థర్మల్ షాక్ రెసిస్టెన్స్‌ను అందిస్తుంది.

లక్షణాలు

దాని తక్కువ ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం కారణంగా, పదార్థం చాలా ఎక్కువ ఉష్ణ షాక్ నిరోధకత మరియు మంచి పగులు మొండితనాన్ని కలిగి ఉంటుంది. Si3N4 వర్క్‌పీస్‌లు ప్రభావాలు మరియు షాక్‌లకు నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి. ఈ వర్క్‌పీస్‌లు 1400 °C వరకు ఆపరేషన్ ఉష్ణోగ్రతలను తట్టుకోగలవు మరియు రసాయనాలు, తినివేయు ప్రభావాలు మరియు అల్యూమినియం వంటి నిర్దిష్ట కరిగిన లోహాలు, అలాగే ఆమ్లాలు మరియు ఆల్కలీన్ ద్రావణాలకు నిరోధకతను కలిగి ఉంటాయి. మరొక లక్షణం దాని తక్కువ సాంద్రత. ఇది 3.2 నుండి 3.3 g/cm3 వరకు తక్కువ సాంద్రత కలిగి ఉంటుంది, ఇది అల్యూమినియం (2.7 g/cm3) వలె తేలికగా ఉంటుంది, మరియు ఇది గరిష్టంగా ≥900 MPa వంపు బలం కలిగి ఉంటుంది.

అదనంగా, Si3N4 ధరించడానికి అధిక నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది మరియు అధిక-ఉష్ణోగ్రత బలం మరియు క్రీప్ నిరోధకత వంటి చాలా లోహాల యొక్క అధిక-ఉష్ణోగ్రత లక్షణాలను అధిగమిస్తుంది. ఇది క్రీప్ మరియు ఆక్సీకరణ నిరోధకత యొక్క అత్యుత్తమ మిశ్రమాన్ని అందిస్తుంది మరియు మెజారిటీ లోహాల యొక్క అధిక-ఉష్ణోగ్రత సామర్థ్యాలను అధిగమిస్తుంది. తక్కువ ఉష్ణ వాహకత మరియు బలమైన దుస్తులు నిరోధకత కారణంగా, ఇది అత్యంత డిమాండ్ ఉన్న పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో కఠినమైన పరిస్థితులను తట్టుకోగలదు. అంతేకాకుండా, అధిక-ఉష్ణోగ్రత మరియు అధిక-లోడ్ సామర్థ్యాలు అవసరమైనప్పుడు సిలికాన్ నైట్రైడ్ గొప్ప ఎంపిక.

లక్షణాలు

● అధిక ఫ్రాక్చర్ దృఢత్వం

● మంచి ఫ్లెక్చరల్ బలం

● చాలా తక్కువ సాంద్రత

● నమ్మశక్యం కాని బలమైన థర్మల్ షాక్ నిరోధకత

● ఆక్సీకరణ వాతావరణంలో అధిక పని ఉష్ణోగ్రత

ఉత్పత్తి పద్ధతి

సిలికాన్ నైట్రైడ్‌ను తయారు చేయడానికి ఉపయోగించే ఐదు వివిధ ప్రక్రియలు-కొంచెం భిన్నమైన పని పదార్థాలు మరియు అనువర్తనాలకు దారితీస్తాయి.

• SRBSN (ప్రతిచర్య-బంధిత సిలికాన్ నైట్రైడ్)

• GPSN (గ్యాస్ ప్రెజర్ సింటర్డ్ సిలికాన్ నైట్రైడ్)

• HPSN (హాట్-ప్రెస్డ్ సిలికాన్ నైట్రైడ్)

• HIP-SN (హాట్ ఐసోస్టాటిక్‌గా నొక్కిన సిలికాన్ నైట్రైడ్)

• RBSN (ప్రతిచర్య-బంధిత సిలికాన్ నైట్రైడ్)

ఈ ఐదింటిలో, GPSN అనేది ఉత్పత్తిలో ఎక్కువగా ఉపయోగించే పద్ధతి.

అప్లికేషన్ ఉదాహరణలు

కాంతి కోసం బంతులు మరియు రోలింగ్ ఎలిమెంట్స్

వాటి గొప్ప ఫ్రాక్చర్ దృఢత్వం మరియు మంచి ట్రైబోలాజికల్ లక్షణాల కారణంగా, సిలికాన్ నైట్రైడ్ సిరామిక్స్ బాల్‌లుగా మరియు రోలింగ్ ఎలిమెంట్స్‌గా కాంతి, అత్యంత ఖచ్చితమైన బేరింగ్‌లు, హెవీ-డ్యూటీ సిరామిక్ ఫార్మింగ్ టూల్స్ మరియు అధిక ఒత్తిడితో కూడిన ఆటోమోటివ్ కాంపోనెంట్‌ల కోసం ఆదర్శంగా సరిపోతాయి. అదనంగా, వెల్డింగ్ పద్ధతులు పదార్థాల బలమైన ఉష్ణ షాక్ నిరోధకత మరియు అధిక-ఉష్ణోగ్రత నిరోధకతను ఉపయోగించుకుంటాయి.

అధిక-ఉష్ణోగ్రత అప్లికేషన్లు

అదనంగా, ఇది అధిక-ఉష్ణోగ్రత అనువర్తనాలలో చాలా కాలంగా ఉపయోగించబడింది. హైడ్రోజన్/ఆక్సిజన్ రాకెట్ ఇంజిన్‌ల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన తీవ్రమైన ఉష్ణ షాక్ మరియు ఉష్ణోగ్రత ప్రవణతలను తట్టుకోగల కొన్ని ఏకశిలా సిరామిక్ పదార్థాలలో ఇది ఒకటి.

ఆటోమోటివ్ పరిశ్రమ

ప్రస్తుతం, సిలికాన్ నైట్రైడ్ పదార్థం ప్రధానంగా ఆటోమోటివ్ పరిశ్రమలో ఇంజిన్ విడిభాగాలు మరియు ఇంజిన్ యాక్సెసరీ యూనిట్‌ల కోసం ఉపయోగించబడుతుంది, తక్కువ జడత్వం మరియు తగ్గిన ఇంజిన్ లాగ్ మరియు ఉద్గారాలకు టర్బోచార్జర్‌లు, త్వరిత ప్రారంభం కోసం గ్లో ప్లగ్‌లు, పెరిగిన త్వరణం కోసం ఎగ్జాస్ట్ గ్యాస్ కంట్రోల్ వాల్వ్‌లు, మరియు తక్కువ దుస్తులు ధరించడానికి గ్యాస్ ఇంజిన్‌ల కోసం రాకర్ ఆర్మ్ ప్యాడ్‌లు.

ఎలక్ట్రానిక్స్ పరిశ్రమ

దాని ప్రత్యేక విద్యుత్ లక్షణాల కారణంగా, మైక్రోఎలక్ట్రానిక్స్ అనువర్తనాల్లో, పరికరాల సురక్షిత ప్యాకేజింగ్ కోసం ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌ల ఉత్పత్తిలో సిలికాన్ నైట్రైడ్ అవాహకం మరియు రసాయన అవరోధంగా ఎక్కువగా ఉపయోగించబడుతుంది. సిలికాన్ నైట్రైడ్ సోడియం అయాన్లు మరియు నీటికి వ్యతిరేకంగా అధిక వ్యాప్తి అవరోధంతో నిష్క్రియ పొరగా ఉపయోగించబడుతుంది, ఇవి మైక్రోఎలక్ట్రానిక్స్‌లో తుప్పు మరియు అస్థిరతకు రెండు ప్రధాన కారణాలు. అనలాగ్ పరికరాల కెపాసిటర్‌లలో, పదార్ధం పాలీసిలికాన్ లేయర్‌ల మధ్య ఎలక్ట్రికల్ ఇన్సులేటర్‌గా కూడా ఉపయోగించబడుతుంది.

ముగింపు

సిలికాన్ నైట్రైడ్ సెరామిక్స్ అనేది యుటిలిటీ మెటీరియల్స్. ఈ సిరామిక్‌లోని ప్రతి రకానికి విశిష్ట ఫీచర్‌లు ఉన్నాయి, అది వివిధ రంగాల్లో ఉపయోగపడుతుంది. సిలికాన్ నైట్రైడ్ సెరామిక్స్ యొక్క అనేక రకాలను అర్థం చేసుకోవడం వలన ఇచ్చిన అప్లికేషన్ కోసం ఉత్తమమైనదాన్ని ఎంచుకోవడం సులభం అవుతుంది.