Nitruro de Silicio (Si₃N₄) Aplicado a Productos Cerámicos
Las cerámicas de nitruro de silicio son altamente resistentes al calor, al impacto y al choque. La excelente resistencia al calor y al impacto, junto con la alta resistencia, hacen del nitruro de silicio una prioridad para aplicaciones de alta temperatura y alta carga.
Aplicaciones comunes de las cerámicas de nitruro de silicio: equipos de procesamiento de semiconductores, maquinaria industrial general, piezas resistentes al calor.
El nitruro de silicio es un material cerámico estructural importante. Es un material cristalino atómico superduro con lubricidad y resistencia al desgaste. Cuenta con antioxidación a alta temperatura y resistencia a choques térmicos. Cuando se calienta a 1000°C o más en el aire, un enfriamiento rápido antes de calentar rápidamente no causará su fragmentación. Es debido a las excelentes características del cerámico de nitruro de silicio que las personas a menudo lo utilizan para fabricar rodamientos, palas de turbina, sellos mecánicos, moldes permanentes y otros componentes mecánicos. Si las superficies de calentamiento de los componentes del motor están hechas de cerámicas de nitruro de silicio que son resistentes a altas temperaturas y no transfieren fácilmente el calor, se puede mejorar la calidad del motor diésel, ahorrar combustible y mejorar la eficiencia térmica. China, Estados Unidos, Japón y otros países ya han desarrollado este tipo de motor diésel.
Producción de Cerámicas de Nitruro de Silicio
La tecnología de producción de cerámicas de nitruro de silicio ha desarrollado rápidamente en los últimos años. Las tecnologías de producción se centran principalmente en el método de sinterización por reacción, el método de sinterización por prensado en caliente, el método de sinterización atmosférica y el método de sinterización a presión de aire. Los principales tipos de producción de nitruro de silicio son la sinterización a presión de aire. La nitruro de silicio sinterizado a presión de aire es un material cerámico científico y tecnológico de alto rendimiento con una dureza ultra alta y una resistencia excepcional al choque térmico. El nitruro de silicio es muy superior a otros materiales cerámicos en términos de resistencia a altas temperaturas, y al mismo tiempo tiene excelentes propiedades como resistencia a la oxidación, resistencia mecánica y resistencia al flujo. Además, el nitruro de silicio tiene su propia baja conductividad térmica y alta resistencia al desgaste, por lo que puede aplicarse en los entornos más exigentes. En términos de resistencia a la corrosión ácida y alcalina, además del ácido fluorhídrico, no reacciona con otros ácidos inorgánicos con fuerte capacidad anticorrosiva y antioxidante a altas temperaturas.
Características
Además del ácido fluorhídrico, no reacciona con otros ácidos inorgánicos (la ecuación de reacción: Si₃N₄ + 12 HF3 SiF4 ↑ + 4 NH3 ↑) con una fuerte capacidad de resistencia a la corrosión.
- Los materiales cerámicos de nitruro de silicio presentan materiales cerámicos de precisión con resistencia a altas temperaturas y gran resistencia al choque térmico.
- Excelente resistencia mecánica y resistencia a altas temperaturas.
- Pequecido coeficiente de expansión térmica y mejor resistencia al choque térmico.
- Estabilidad química, resistencia al desgaste, excelente resistencia a la corrosión.
- Puede ser utilizado de manera estable cuando se calienta a 1200 grados en un ambiente de gas ácido.
Aplicación del nitruro de silicio
El nitruro de silicio se utiliza como materiales refractarios avanzados. Por ejemplo, se utiliza para el horno de coque y otras partes con SIC como material refractario Si₃N₄-SIC; y se utiliza para el anillo de separación de colada continua horizontal combinado con BN como material Si₃N₄-BN. El anillo de separación de fundición continua horizontal de la serie Si₃N₄-BN es un material cerámico de estructura fina con una estructura uniforme y una alta resistencia mecánica. Disfruta de una buena resistencia al choque térmico y no se mojará con acero líquido, lo cual cumple con los requisitos de la tecnología de fundición.
Datos principales de rendimiento de la cerámica de nitruro de silicio
| Material | - | Si₃N₄ |
|---|---|---|
| Método de sinterización | - | Sinterizado a presión de gas |
| Densidad | g/cm³ | 3.22 |
| Color | - | Gris Oscuro |
| Tasa de Absorción de Agua | % | 0 |
| Módulo de Elasticidad | Gpa | 290 |
| Dureza Vickers | Gpa | 18 - 20 |
| Resistencia a la compresión | Mpa | 2200 |
| Resistencia a la flexión | Mpa | 650 |
| Conductividad térmica | W/m.K | 25 |
| Resistencia al Choque Térmico | Δ (°C) | 450 - 650 |
| Temperatura Máxima de Operación | °C | 1200 |
| Resistividad Volumétrica | Ω·cm | > 10 ^ 14 |
| Constante Dieléctrica | - | 8.20 |
| Resistencia dieléctrica | kV/mm | 16 |
* Pruebas en un entorno de temperatura ambiente;
* La información anterior se ofrece solo para fines de comparación.Exacto
Nitruro de silicio (Si₃N₄)
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Procesamiento de cerámica de nitruro de silicio (Si₃N₄) de precisión
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