A speciális kerámiák olyan kerámiák osztályát jelentik, amelyek speciális mechanikai, fizikai vagy kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek, a felhasznált alapanyagok és a szükséges gyártási technológia nagymértékben eltér a hagyományos kerámiáktól és fejlesztésektől. A speciális kerámiák jellemzőik és felhasználásuk szerint két kategóriába sorolhatók: szerkezeti kerámiák és funkcionális kerámiák. Ezek közül a szerkezeti kerámiák a mérnöki szerkezeti anyagként használható kerámiákat jelentik, amelyek általában nagy szilárdsággal, nagy keménységgel, nagy rugalmassági modulussal, magas hőmérséklet-állósággal, kopásállósággal, korrózióállósággal, oxidációállósággal, hősokkállósággal és egyéb jellemzőkkel rendelkeznek.
Sokféle szerkezeti kerámia létezik, előnyei és hátrányai, az előnyök és hátrányok alkalmazási iránya eltérő, ezek közül a „szilícium-nitrid kerámia” a teljesítmény minden szempontból kiegyensúlyozottsága miatt a legkiválóbb átfogó teljesítményként ismert. a szerkezeti kerámiák családjába, és rendkívül széles alkalmazási körrel rendelkezik.
A szilícium-nitrid kerámiák előnyei
A szilícium-nitrid (Si3N4) kovalens kötésű vegyületekre osztható, amelyek szerkezeti egysége a [SiN4] 4-tetraéder. A nitrogén és a szilícium atomok konkrét helyzete az alábbi ábrán látható, a tetraéder középpontjában a szilícium található, a tetraéder négy csúcsának pozícióját pedig nitrogénatomok foglalják el, majd minden harmadik tetraéderben egy atom osztozik, folyamatosan háromdimenziós térben terjed. Végül kialakul a hálózati struktúra. A szilícium-nitrid számos tulajdonsága ehhez a tetraéderes szerkezethez kapcsolódik.
A szilícium-nitridnek három kristályos szerkezete van, ezek az α, β és γ fázisok, amelyek közül az α és β fázis a szilícium-nitrid leggyakoribb formája. Mivel a nitrogénatomok nagyon szilárdan egyesülnek, a szilícium-nitrid jó nagy szilárdsággal, nagy keménységgel és magas hőmérséklet-állósággal rendelkezik, és a keménység elérheti a HRA91-93 értéket; Jó termikus merevség, ellenáll az 1300 ~ 1400 ℃ magas hőmérsékletnek; Kis kémiai reakció szén- és fémelemekkel alacsony súrlódási együtthatóhoz vezet; Önkenő, ezért kopásálló; A korrózióállóság erős, a fluorsav mellett nem lép reakcióba más szervetlen savakkal, a magas hőmérsékletnek is van oxidációállósága; Jó hősokkállósággal is rendelkezik, éles hűtés a levegőben, majd éles melegítés nem morzsolódik; A szilícium-nitrid kerámiák kúszása magas hőmérsékleten csökken, a lassú képlékeny deformáció magas hőmérséklet és fix terhelés hatására kicsi.
Ezenkívül a szilícium-nitrid kerámiák nagy fajlagos szilárdsággal, nagy fajlagos móddal, nagy hővezető képességgel, kiváló elektromos tulajdonságokkal és egyéb előnyökkel is rendelkeznek, így különleges alkalmazási értékkel rendelkeznek az extrém környezetben, mint például a magas hőmérséklet, a nagy sebesség, az erős korrozív közeg, és az egyik legígéretesebb szerkezeti kerámiaanyag a fejlesztés és alkalmazás szempontjából, és gyakran az első választássá válik számos tesztelésre váró alkalmazásban.
Feladás időpontja: 2023. augusztus 15