ניטריד סיליקון (Si₃N₄) מיושם במוצר קרמי
קרמיקת ניטריד סיליקון עמידה במיוחד בפני חום, זעזועים והשפעה. עמידות מעולה בחום ובהשפעה משולבת עם חוזק גבוה הופכים את ניטריד סיליקון לעדיפות ליישומים בטמפרטורות גבוהות ועומסים גבוהים.
יישומים נפוצים של קרמיקת ניטריד סיליקון: ציוד לעיבוד חצי מוליכים, מכונות תעשייתיות כלליות, חלקים עמידים בחום.
סיליקון ניטריד הוא חומר קרמי מבני חשיבות. זהו חומר קריסטל אטומי סופר קשה עם חליקות ועמידות בפני שחיקה. הוא מציג אנטי-חמצון בטמפרטורה גבוהה ועמידות בפני זעזועים תרמיים. כאשר מחמימים ל-1000°C או יותר באוויר, קירור מהיר לפני החימום המהיר לא יגרום לפיצוץ שלו. זה בגלל המאפיינים המצוינים של קרמיקת ניטריד סיליקון, אנשים בדרך כלל משתמשים בה ליצירת מסבים, להבי טורבינה, חותמות מכניות, תבניות קבועות ורכיבים מכאניים אחרים. אם משטחי החימום של רכיבי המנוע עשויים מקרמיקה של ניטריד סיליקון העמידה בטמפרטורות גבוהות ולא קל להעברת חום, זה יכול לשפר את איכות המנוע הדיזל, לחסוך בדלקים ולשפר את יעילות החימום. סין, ארצות הברית, יפן ומדינות אחרות כבר פיתחו מנוע דיזל כזה.
ייצור חומרי קרמיקה מניטריד סיליקון
טכנולוגיית הייצור של קרמיקת ניטריד סיליקון פותחה במהירות בשנים האחרונות. טכנולוגיות הייצור מתמקדות בעיקר בשיטת הסינטור התגובתית, שיטת הסינטור בלחץ חם, שיטת הסינטור אטמוספרית ושיטת הסינטור בלחץ אוויר. הסוגים העיקריים של ייצור ניטריד סיליקון הם צינור ייצוק בלחץ אוויר. לחץ האוויר סינטרד סיליקון ניטריד הוא חומר קרמי מדעי וטכנולוגי ביצועים גבוהים עם קשיות יתר גבוהה ועמידות מפתיעה בפני זעזוע תרמי. ניטריד סיליקון הוא יתר על חומרי קרמיקה אחרים ביכולת התמודדות עם טמפרטורות גבוהות, ובו זמנית יש לו מאפיינים מעולים כמו עמידות בפני חמצון, חוזק ועמידות להתפשטות. בנוסף, ניטריד סיליקון מציע נמיכות תכונת הולם תרמי ועמידות גבוהה בפני חומרי חיבור, ולכן ניתן להשתמש בו בסביבות הדורשות ביצועים מיטביים. ביחס לעמידות בקורוזיה של חומצות ושומן, בנוסף לחומצת הידרופלורית, היא אינה מגיבה עם חומצות אנורגניות אחרות עם יכולת נגד קורוזיה חזקה ונגד חמצון בטמפרטורה גבוהה.
תכונות
בנוסף לחומצת הידרופלורית, היא אינה מגיבה עם חומרים אחרים כמו חומרים אינורגניים אחרים (משוואת התגובה: Si₃N₄ + 12 HF3 SiF4 ↑ + 4 NH3 ↑) עם יכולת נגד קורוזיה חזקה.
- חומרי קרמיקה מניטריד סיליקון מציגים חומרי קרמיקה מדויקים עם חוזק גבוה בטמפרטורה גבוהה ועמידות גבוהה בפני זעזוע תרמי.
- חוזק מכאני מעולה ועמידות בטמפרטורה גבוהה.
- מקדם התרפישה התרמי קטן ועמידות טובה יותר בפני זעזוע תרמי.
- יציבות כימית, עמידות לשחיקה, עמידות גבוהה בפני קורוזיה.
- ניתן להשתמש בו באופן יציב כאשר מחמימים אותו ל-1200 מעלות בסביבת גז חומצתי.
יישום של ניטריד סיליקון
ניטריד סיליקון משמש כחומרים רפרקטריים מתקדמים. לדוגמה, הוא משמש לכבשן וחלקים אחרים עם SIC כחומר רפרקטורי Si₃N₄-SIC; ומשמש לטבעת הפרדה של יציקה אופקית מתמשכת בשילוב עם BN כחומר Si₃N₄-BN. טבעת הפרדה ליציקה אופקית סדרה Si₃N₄-BN היא חומר קרמי מבנה עדין עם מבנה אחיד ועוצמה מכנית גבוהה. הוא נהנה מעמידות טובה לשוק תרמי ולא יירטב על ידי נוזל פלדה, שהם עומדים בדרישות טכנולוגיית היציקה.
נתוני ביצועים עיקריים של קרמיקת ניטריד סיליקון
חומר | - | Si₃N₄ |
---|---|---|
שיטת צינור | - | צינור בלחץ גז |
צפיפות | גרם/ס"מ³ | 3.22 |
צבע | - | אפור כהה |
שיעור ספיגת מים | % | 0 |
מודולוס יאנג | ג'יגה פא | 290 |
קשיחות ויקרס | ג'יגה פא | 18 - 20 |
חוזק דחיסה | מגה-פסקל | 2200 |
חוזק גימור | מגה-פסקל | 650 |
מוליכות תרמית | וואט/מ.קל | 25 |
עמידות בפערי חום | Δ (°C) | 450 - 650 |
טמפרטורת הפעולה המרבית | °C | 1200 |
התנגדות נפחית | Ω·ס" | > 10 ^ 14 |
קבוע דיאלקטרי | - | 8.20 |
חוזק דיאלקטרי | קילווולט למ"מ | 16 |
* בדיקות בסביבת טמפרטורת החדר;
* המידע לעיל מוצע לצורך השוואה בלבד.מדויק
גלריה
- עיבוד קרמי מדויק של ניטריד סיליקון (Si₃N₄)
- עיבוד קרמי מדויק של ניטריד סיליקון (Si₃N₄)
- עיבוד קרמי מדויק של ניטריד סיליקון (Si₃N₄)
- עיבוד קרמי מדויק של ניטריד סיליקון (Si₃N₄)