Speciální keramika označuje třídu keramiky se speciálními mechanickými, fyzikálními nebo chemickými vlastnostmi, použitými surovinami a požadovanou technologií výroby se značně liší od běžné keramiky a vývoje. Podle vlastností a použití lze speciální keramiku rozdělit do dvou kategorií: strukturální keramika a funkční keramika. Mezi nimi se strukturální keramika týká keramiky, kterou lze použít jako inženýrské konstrukční materiály, které mají obecně vysokou pevnost, vysokou tvrdost, vysoký modul pružnosti, vysokou teplotní odolnost, odolnost proti opotřebení, odolnost proti korozi, odolnost proti oxidaci, odolnost proti tepelným šokům a další vlastnosti.
Existuje mnoho druhů strukturální keramiky, výhody a nevýhody a směr použití výhod a nevýhod se liší, mezi nimiž je „keramika z nitridu křemíku“ kvůli vyváženosti výkonu ve všech aspektech známá jako nejdokonalejší komplexní výkon v konstrukční keramika a má extrémně širokou škálu aplikací.
Výhody keramiky z nitridu křemíku
Nitrid křemíku (Si3N4) lze rozdělit na sloučeniny kovalentní vazby, přičemž strukturní jednotkou je 4-tetraedr [SiN4]. Konkrétní polohy atomů dusíku a křemíku jsou patrné z obrázku níže, křemík je ve středu čtyřstěnu a pozice čtyř vrcholů čtyřstěnu jsou obsazeny atomy dusíku, a pak každý tři čtyřstěn sdílí jeden atom, neustále rozprostírající se v trojrozměrném prostoru. Nakonec je vytvořena struktura sítě. Mnoho vlastností nitridu křemíku souvisí s touto čtyřstěnnou strukturou.
Existují tři krystalické struktury nitridu křemíku, což jsou fáze α, β a γ, z nichž fáze α a β jsou nejběžnějšími formami nitridu křemíku. Vzhledem k tomu, že atomy dusíku jsou velmi pevně spojeny, má nitrid křemíku dobrou vysokou pevnost, vysokou tvrdost a vysokou teplotní odolnost a tvrdost může dosáhnout HRA91 ~ 93; Dobrá tepelná tuhost, vydrží vysokou teplotu 1300 ~ 1400 ℃; Malá chemická reakce s uhlíkovými a kovovými prvky vede k nízkému koeficientu tření; Je samomazný, a proto odolný proti opotřebení; Odolnost proti korozi je silná, kromě kyseliny fluorovodíkové nereaguje s jinými anorganickými kyselinami, vysoká teplota má také odolnost proti oxidaci; Má také dobrou odolnost proti tepelným šokům, prudké ochlazení na vzduchu a poté ostré zahřátí se nebude drolit; Tečení keramiky z nitridu křemíku se snižuje při vysoké teplotě a pomalá plastická deformace je malá při působení vysoké teploty a stálého zatížení.
Kromě toho má keramika z nitridu křemíku také vysokou specifickou pevnost, vysoký specifický režim, vysokou tepelnou vodivost, vynikající elektrické vlastnosti a další výhody, takže má speciální aplikační hodnotu v extrémním prostředí, jako je vysoká teplota, vysoká rychlost, silná korozivní média a další je považován za jeden z nejslibnějších konstrukčních keramických materiálů pro vývoj a aplikaci a často se stává první volbou v mnoha aplikacích, které je třeba testovat.
Čas odeslání: 15. srpna 2023