Kremniy va azotdan tashkil topgan metall bo'lmagan birikma, kremniy nitridi (Si3N4) ham mexanik, issiqlik va elektr xususiyatlarining eng moslashuvchan aralashmasiga ega bo'lgan ilg'or keramik materialdir. Bundan tashqari, boshqa keramika bilan solishtirganda, bu past termal kengayish koeffitsientiga ega bo'lgan yuqori samarali keramika bo'lib, termal zarbaga mukammal qarshilik ko'rsatadi.
Xususiyatlari
Past termal kengayish koeffitsienti tufayli material juda yuqori termal zarba qarshiligiga va yaxshi sinish chidamliligiga ega. Si3N4 ish qismlari zarba va zarbalarga chidamli. Ushbu ish qismlari 1400 °C gacha bo'lgan ish haroratiga bardosh bera oladi va kimyoviy moddalar, korroziy ta'sirlar va alyuminiy kabi o'ziga xos erigan metallar, kislotalar va ishqoriy eritmalarga chidamli. Yana bir xususiyat - uning past zichligi. Uning past zichligi 3,2 dan 3,3 g/sm3 gacha, bu deyarli alyuminiy (2,7 g/sm3) kabi engil va ≥900 MPa maksimal egilish kuchiga ega.
Bundan tashqari, Si3N4 aşınmaya yuqori chidamliligi bilan ajralib turadi va ko'pgina metallarning yuqori haroratli xususiyatlaridan, masalan, yuqori haroratga chidamlilik va o'rmalanish qarshiligidan oshadi. U siljish va oksidlanish qarshiligining yuqori aralashmasini taklif qiladi va ko'pchilik metallarning yuqori harorat imkoniyatlaridan ustun turadi. Past issiqlik o'tkazuvchanligi va kuchli aşınma qarshiligi tufayli u eng talabchan sanoat ilovalarida eng og'ir sharoitlarga bardosh bera oladi. Bundan tashqari, kremniy nitridi yuqori harorat va yuqori yuk ko‘tarish qobiliyati zarur bo‘lganda ajoyib imkoniyatdir.
Xususiyatlari
● Yuqori sinish chidamliligi
● Yaxshi egilish kuchi
● Juda past zichlik
● Ajoyib kuchli termal zarbaga qarshilik
● Oksidlovchi atmosferalarda yuqori ish harorati
Ishlab chiqarish usuli
Kremniy nitridini ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan besh xil jarayon - bir oz boshqacha ish materiallari va ilovalarga olib keladi.
SRBSN (reaktsiya bilan bog'langan kremniy nitridi)
GPSN (gaz bosimida sinterlangan kremniy nitridi)
HPSN (issiq presslangan kremniy nitridi)
HIP-SN (issiq izostatik presslangan kremniy nitridi)
RBSN (reaktsiya bilan bog'langan kremniy nitridi)
Ushbu beshta orasida GPSN eng ko'p ishlatiladigan ishlab chiqarish usuli hisoblanadi.
Ilovaga misollar
Yorug'lik uchun to'plar va aylanma elementlar
Silikon nitridli keramika o'zining katta sinishiga chidamliligi va yaxshi tribologik xususiyatlari tufayli engil, o'ta aniq rulmanlar, og'ir yuklarga chidamli keramika shakllantirish asboblari va yuqori kuchlanishli avtomobil qismlari uchun sharlar va prokat elementlari sifatida foydalanish uchun juda mos keladi. Bundan tashqari, payvandlash texnikasi materiallarning kuchli termal zarba qarshiligi va yuqori harorat qarshiligidan foydalanadi.
Yuqori haroratli ilovalar
Bundan tashqari, u uzoq vaqtdan beri yuqori haroratli dasturlarda qo'llanilgan. Bu vodorod/kislorodli raketa dvigatellari tomonidan ishlab chiqarilgan haddan tashqari termal zarba va harorat gradientlariga bardosh bera oladigan bir nechta monolit keramika materiallaridan biri ekanligi.
Avtomobil sanoati
Hozirgi vaqtda kremniy nitridi asosan avtomobilsozlik sanoatida dvigatel qismlari va dvigatel qo'shimcha qurilmalari uchun ilovalarda qo'llaniladi, masalan, past inertsiya va dvigatelning kechikishi va emissiyasini kamaytirish uchun turbo zaryadlovchilar, tezroq ishga tushirish uchun yoqish vilkalari, tezlashtirishni oshirish uchun chiqindi gazni nazorat qilish klapanlari va gaz dvigatellari uchun roker qo'l yostiqlari.
Elektron sanoat
O'zining aniq elektr xususiyatlari tufayli mikroelektronika dasturlarida kremniy nitridi qurilmalarni xavfsiz qadoqlash uchun integral mikrosxemalar ishlab chiqarishda izolyator va kimyoviy to'siq sifatida tobora ko'proq foydalanilmoqda. Silikon nitridi mikroelektronikada korroziya va beqarorlikning ikkita asosiy sababi bo'lgan natriy ionlari va suvga qarshi yuqori diffuziya to'sig'iga ega bo'lgan passivatsiya qatlami sifatida ishlatiladi. Analog qurilmalar uchun kondansatkichlarda moddadan polisilikon qatlamlari orasidagi elektr izolyator sifatida ham foydalaniladi.
Xulosa
Silikon nitridli keramika foydali materiallardir. Bu keramikaning har bir turi oʻziga xos xususiyatlarga ega boʻlib, uni turli sohalarda foydali qiladi. Silikon nitridli keramikalarning ko'p navlarini tushunish ma'lum bir dastur uchun eng yaxshisini tanlashni osonlashtiradi.
