نيتريد السيليكون - سيراميك هيكلي يتمتع بأفضل أداء عام

يشير السيراميك الخاص إلى فئة من السيراميك ذات خصائص ميكانيكية أو فيزيائية أو كيميائية خاصة، وتختلف المواد الخام المستخدمة وتكنولوجيا الإنتاج المطلوبة بشكل كبير عن السيراميك العادي والتطوير. وفقًا للخصائص والاستخدامات، يمكن تقسيم السيراميك الخاص إلى فئتين: السيراميك الإنشائي والسيراميك الوظيفي. من بينها، يشير السيراميك الهيكلي إلى السيراميك الذي يمكن استخدامه كمواد هيكلية هندسية، والتي تتمتع بشكل عام بقوة عالية، وصلابة عالية، ومعامل مرونة عالي، ومقاومة درجات الحرارة العالية، ومقاومة التآكل، ومقاومة التآكل، ومقاومة الأكسدة، ومقاومة الصدمات الحرارية وغيرها من الخصائص.

هناك أنواع عديدة من السيراميك الإنشائي، مزاياها وعيوبها، ويختلف اتجاه تطبيق المزايا والعيوب، ومن بينها "سيراميك نيتريد السيليكون" بسبب توازن الأداء في جميع الجوانب، ويعرف بأنه الأداء الشامل الأكثر تميزًا في عائلة السيراميك الهيكلي، ولها مجموعة واسعة للغاية من التطبيقات.

مزايا سيراميك نيتريد السيليكون

يمكن تقسيم نيتريد السيليكون (Si3N4) إلى مركبات رابطة تساهمية، مع [SiN4] 4-رباعي السطوح كوحدة هيكلية. يمكن رؤية المواضع المحددة لذرات النيتروجين والسيليكون من الشكل أدناه، حيث يوجد السيليكون في مركز رباعي السطوح، وتشغل مواضع القمم الأربعة لرباعي السطوح ذرات النيتروجين، ومن ثم يتشارك كل ثلاثة رباعيات ذرة واحدة باستمرار تمتد في الفضاء ثلاثي الأبعاد. وأخيرا، يتم تشكيل هيكل الشبكة. ترتبط العديد من خصائص نيتريد السيليكون بهذا الهيكل الرباعي السطوح.

هناك ثلاثة هياكل بلورية من نيتريد السيليكون، وهي مراحل α و β و γ، منها مراحل α و β هي الأشكال الأكثر شيوعا من نيتريد السيليكون. نظرًا لأن ذرات النيتروجين مدمجة بقوة، فإن نيتريد السيليكون يتمتع بقوة عالية جيدة وصلابة عالية ومقاومة لدرجات الحرارة العالية، ويمكن أن تصل الصلابة إلى HRA91~93؛ صلابة حرارية جيدة، يمكنها تحمل درجات الحرارة العالية التي تتراوح بين 1300 إلى 1400 درجة مئوية؛ تفاعل كيميائي صغير مع عناصر الكربون والمعادن يؤدي إلى انخفاض معامل الاحتكاك؛ إنه ذاتي التشحيم وبالتالي فهو مقاوم للتآكل. مقاومة التآكل قوية، بالإضافة إلى حمض الهيدروفلوريك، فإنه لا يتفاعل مع الأحماض غير العضوية الأخرى، كما أن درجات الحرارة المرتفعة لديها أيضًا مقاومة للأكسدة؛ كما أنها تتمتع بمقاومة جيدة للصدمات الحرارية، ولن تنهار التبريد الحاد في الهواء ومن ثم التسخين الحاد؛ يتناقص زحف سيراميك نيتريد السيليكون عند درجة حرارة عالية، ويكون تشوه البلاستيك البطيء صغيرًا تحت تأثير درجة الحرارة المرتفعة والحمل الثابت.

بالإضافة إلى ذلك، يتمتع سيراميك نيتريد السيليكون أيضًا بقوة محددة عالية، ووضع محدد عالي، وموصلية حرارية عالية، وخصائص كهربائية ممتازة ومزايا أخرى، لذلك له قيمة تطبيق خاصة في البيئة القاسية مثل درجة الحرارة العالية، والسرعة العالية، والوسائط المسببة للتآكل القوية، و تعتبر واحدة من أكثر المواد الخزفية الهيكلية الواعدة للتطوير والتطبيق، وغالبًا ما تصبح الخيار الأول في العديد من التطبيقات التي تحتاج إلى اختبار.