Les céramiques spéciales font référence à une classe de céramiques possédant des propriétés mécaniques, physiques ou chimiques particulières. Les matières premières utilisées et la technologie de production requise sont très différentes des céramiques et du développement ordinaires. Selon leurs caractéristiques et leurs utilisations, les céramiques spéciales peuvent être divisées en deux catégories : les céramiques structurelles et les céramiques fonctionnelles. Parmi eux, les céramiques structurelles font référence aux céramiques qui peuvent être utilisées comme matériaux structurels techniques, qui présentent généralement une résistance élevée, une dureté élevée, un module d'élasticité élevé, une résistance aux températures élevées, une résistance à l'usure, une résistance à la corrosion, une résistance à l'oxydation, une résistance aux chocs thermiques et d'autres caractéristiques.
Il existe de nombreux types de céramiques structurelles, avec leurs avantages et leurs inconvénients, et la direction d'application des avantages et des inconvénients est différente, parmi lesquelles la « céramique au nitrure de silicium » en raison de l'équilibre des performances dans tous les aspects, est connue comme la performance globale la plus excellente dans la famille des céramiques structurelles et possède une gamme d'applications extrêmement large.
Avantages de la céramique de nitrure de silicium
Le nitrure de silicium (Si3N4) peut être divisé en composés à liaison covalente, avec le [SiN4] 4-tétraèdre comme unité structurelle. Les positions spécifiques des atomes d'azote et de silicium peuvent être vues sur la figure ci-dessous, le silicium est au centre du tétraèdre et les positions des quatre sommets du tétraèdre sont occupées par des atomes d'azote, puis tous les trois tétraèdres partagent un atome, constamment s'étendant dans un espace tridimensionnel. Enfin, la structure du réseau est formée. De nombreuses propriétés du nitrure de silicium sont liées à cette structure tétraédrique.
Il existe trois structures cristallines du nitrure de silicium, qui sont les phases α, β et γ, parmi lesquelles les phases α et β sont les formes les plus courantes de nitrure de silicium. Parce que les atomes d'azote sont très fermement combinés, le nitrure de silicium a une bonne résistance, une dureté élevée et une résistance à haute température, et la dureté peut atteindre HRA91 ~ 93 ; Bonne rigidité thermique, peut résister à la température élevée de 1 300 ~ 1 400 ℃ ; Une petite réaction chimique avec des éléments en carbone et en métal conduit à un faible coefficient de frottement ; Il est autolubrifiant et donc résistant à l'usure ; La résistance à la corrosion est forte, en plus de l'acide fluorhydrique, elle ne réagit pas avec d'autres acides inorganiques, les températures élevées ont également une résistance à l'oxydation ; Il a également une bonne résistance aux chocs thermiques, un refroidissement brutal dans l'air, puis un chauffage brusque ne s'effondrera pas ; Le fluage des céramiques de nitrure de silicium diminue à haute température et la déformation plastique lente est faible sous l'action d'une température élevée et d'une charge fixe.
En outre, les céramiques de nitrure de silicium ont également une résistance spécifique élevée, un mode spécifique élevé, une conductivité thermique élevée, d'excellentes propriétés électriques et d'autres avantages, elles ont donc une valeur d'application spéciale dans un environnement extrême tel qu'une température élevée, une vitesse élevée, des milieux fortement corrosifs et est considéré comme l'un des matériaux céramiques structurels les plus prometteurs en termes de développement et d'application, et devient souvent le premier choix dans de nombreuses applications qui doivent être testées.
Heure de publication : 15 août 2023