Nitrure de silicium (Si₃N₄) appliqué aux produits céramiques
Les céramiques en nitrure de silicium sont hautement résistantes à la chaleur, aux chocs et aux impacts. Une excellente résistance à la chaleur et à l'impact associée à une grande résistance en font une priorité pour les applications à haute température et à forte charge.
Applications courantes des céramiques en nitrure de silicium : équipements de traitement des semi-conducteurs, machines industrielles générales, pièces résistantes à la chaleur.
Le nitrure de silicium est un matériau céramique structural important. C'est un matériau cristallin atomique super dur avec une lubrification et une résistance à l'usure. Il présente une anti-oxydation à haute température et une résistance aux chocs thermiques. Lorsqu'il est chauffé à 1000°C ou plus dans l'air, un refroidissement rapide avant de chauffer rapidement ne provoquera pas sa fragmentation. C'est en raison des excellentes caractéristiques de la céramique au nitrure de silicium que les gens l'utilisent souvent pour fabriquer des roulements, des pales de turbine, des joints mécaniques, des moules permanents et d'autres composants mécaniques. Si les surfaces de chauffage des composants du moteur sont fabriquées en céramique de nitrure de silicium résistantes aux hautes températures et ne transférant pas facilement la chaleur, cela peut améliorer la qualité du moteur diesel, économiser le carburant et améliorer le rendement thermique. La Chine, les États-Unis, le Japon et d'autres pays ont déjà développé un tel moteur diesel.
Production de céramiques en nitrure de silicium
La technologie de production des céramiques en nitrure de silicium a connu un développement rapide ces dernières années. Les technologies de production se concentrent principalement sur la méthode de frittage par réaction, la méthode de frittage par pressage à chaud, la méthode de frittage atmosphérique et la méthode de frittage sous pression d'air. Les principaux types de production de nitrure de silicium sont la frittage sous pression d'air. La nitrure de silicium fritté sous pression d'air est un matériau céramique scientifique et technologique de haute performance, avec une dureté ultra-élevée et une résistance exceptionnelle aux chocs thermiques. Le nitrure de silicium est nettement supérieur aux autres matériaux céramiques en termes de résistance aux hautes températures, et en même temps, il présente d'excellentes propriétés telles que la résistance à l'oxydation, la résistance mécanique et la résistance au fluage. De plus, le nitrure de silicium possède sa propre faible conductivité thermique et une grande résistance à l'usure, ce qui lui permet d'être utilisé dans les environnements les plus exigeants. En termes de résistance à la corrosion acide et alcaline, en plus de l'acide fluorhydrique, il ne réagit pas avec les autres acides inorganiques ayant une forte capacité de résistance à la corrosion et une anti-oxydation sous haute température.
Caractéristiques
En plus de l'acide fluorhydrique, il ne réagit pas avec d'autres acides inorganiques (l'équation de réaction : Si₃N₄ + 12 HF3 SiF4 ↑ + 4 NH3 ↑) avec une forte capacité de résistance à la corrosion.
- Les matériaux céramiques en nitrure de silicium présentent des caractéristiques de matériaux céramiques de précision avec une résistance à haute température et une grande résistance aux chocs thermiques.
- Excellente résistance mécanique et résistance à haute température.
- Petit coefficient de dilatation thermique et meilleure résistance aux chocs thermiques.
- Stabilité chimique, résistance à l'usure, excellente résistance à la corrosion.
- Il peut être utilisé de manière stable lorsqu'il est chauffé à 1200 degrés dans un environnement de gaz acide.
Application de nitrure de silicium
Le nitrure de silicium est utilisé comme matériau réfractaire avancé. Par exemple, il est utilisé pour le haut fourneau et d'autres pièces avec SIC comme matériau réfractaire Si₃N₄-SIC ; et utilisé pour la bague de séparation de coulée continue horizontale combinée avec BN comme matériau Si₃N₄-BN. La bague de séparation de coulée continue horizontale de la série Si₃N₄-BN est un matériau céramique à structure fine avec une structure uniforme et une résistance mécanique élevée. Il bénéficie d'une bonne résistance aux chocs thermiques et ne sera pas mouillé par l'acier liquide, ce qui est conforme aux exigences de la technologie de moulage.
Données de performance principales de la céramique en nitrure de silicium
| Matériau | - | Si₃N₄ |
|---|---|---|
| Méthode de frittage | - | Frittage sous pression de gaz |
| Densité | g/cm³ | 3.22 |
| Couleur | - | Gris foncé |
| Taux d'absorption d'eau | % | 0 |
| Module de Young | Gpa | 290 |
| Dureté Vickers | Gpa | 18 - 20 |
| Résistance à la compression | Mpa | 2200 |
| Résistance à la flexion | Mpa | 650 |
| Conductivité thermique | W/m.K | 25 |
| Résistance aux chocs thermiques | Δ (°C) | 450 - 650 |
| Température de fonctionnement maximale | °C | 1200 |
| Résistivité volumique | Ω·cm | > 10 ^ 14 |
| Constante diélectrique | - | 8.20 |
| Résistance diélectrique | kV/mm | 16 |
* Tests effectués dans un environnement à température ambiante;
* Les informations ci-dessus sont fournies à titre de comparaison uniquement.Exact
Nitrure de silicium (Si₃N₄)
Galerie
Traitement de céramique de précision en nitrure de silicium (Si₃N₄)
Traitement de céramique de précision en nitrure de silicium (Si₃N₄)
Traitement de céramique de précision en nitrure de silicium (Si₃N₄)
Traitement de céramique de précision en nitrure de silicium (Si₃N₄)