Unter Spezialkeramik versteht man eine Klasse von Keramik mit besonderen mechanischen, physikalischen oder chemischen Eigenschaften. Die verwendeten Rohstoffe und die erforderliche Produktionstechnologie unterscheiden sich stark von gewöhnlicher Keramik und Entwicklung. Spezialkeramiken lassen sich nach ihren Eigenschaften und Verwendungszwecken in zwei Kategorien einteilen: Strukturkeramik und Funktionskeramik. Unter Strukturkeramik versteht man Keramik, die als technische Strukturmaterialien verwendet werden kann und im Allgemeinen eine hohe Festigkeit, hohe Härte, einen hohen Elastizitätsmodul, eine hohe Temperaturbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit und andere Eigenschaften aufweist.
Es gibt viele Arten von Strukturkeramiken mit Vor- und Nachteilen, und die Anwendungsrichtung der Vor- und Nachteile ist unterschiedlich, wobei „Siliziumnitridkeramik“ aufgrund der Ausgewogenheit der Leistung in allen Aspekten als die umfassendste Leistung gilt gehört zur Familie der Strukturkeramiken und verfügt über ein äußerst breites Anwendungsspektrum.
Vorteile von Siliziumnitridkeramik
Siliziumnitrid (Si3N4) kann in kovalente Bindungsverbindungen unterteilt werden, wobei das [SiN4]-4-Tetraeder die Struktureinheit ist. Die spezifischen Positionen der Stickstoff- und Siliziumatome sind aus der folgenden Abbildung ersichtlich. Silizium befindet sich in der Mitte des Tetraeders, und die Positionen der vier Eckpunkte des Tetraeders sind von Stickstoffatomen besetzt, und dann teilen sich alle drei Tetraeder ständig ein Atom sich im dreidimensionalen Raum erstrecken. Abschließend wird die Netzwerkstruktur gebildet. Viele Eigenschaften von Siliziumnitrid hängen mit dieser tetraedrischen Struktur zusammen.
Es gibt drei kristalline Strukturen von Siliziumnitrid, nämlich α-, β- und γ-Phasen, wobei α- und β-Phasen die häufigsten Formen von Siliziumnitrid sind. Da die Stickstoffatome sehr fest miteinander verbunden sind, weist Siliziumnitrid eine gute hohe Festigkeit, hohe Härte und hohe Temperaturbeständigkeit auf, und die Härte kann HRA91~93 erreichen; Gute thermische Steifigkeit, hält hohen Temperaturen von 1300 bis 1400 °C stand; Eine kleine chemische Reaktion mit Kohlenstoff- und Metallelementen führt zu einem niedrigen Reibungskoeffizienten; Es ist selbstschmierend und daher verschleißfest; Die Korrosionsbeständigkeit ist stark, zusätzlich zu Flusssäure reagiert sie nicht mit anderen anorganischen Säuren, hohe Temperaturen weisen auch Oxidationsbeständigkeit auf; Es verfügt außerdem über eine gute Temperaturwechselbeständigkeit, starkes Abkühlen an der Luft und anschließendes starkes Erhitzen bröckelt nicht; Das Kriechen von Siliziumnitridkeramik nimmt bei hoher Temperatur ab und die langsame plastische Verformung ist unter Einwirkung hoher Temperatur und fester Last gering.
Darüber hinaus weisen Siliziumnitridkeramiken eine hohe spezifische Festigkeit, einen hohen spezifischen Modus, eine hohe Wärmeleitfähigkeit, hervorragende elektrische Eigenschaften und andere Vorteile auf, so dass sie in extremen Umgebungen wie hohen Temperaturen, hoher Geschwindigkeit, stark korrosiven Medien usw. von besonderem Einsatzwert sind gilt als eines der vielversprechendsten strukturellen Keramikmaterialien für Entwicklung und Anwendung und wird in vielen Anwendungen, die getestet werden müssen, häufig zur ersten Wahl.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 15. August 2023