특수 세라믹이란 특수한 기계적, 물리적, 화학적 특성을 지닌 세라믹의 한 종류를 말하며, 사용되는 원료와 필요한 생산 기술은 일반 세라믹과 개발 방식이 크게 다릅니다. 특수 세라믹은 특성과 용도에 따라 구조용 세라믹과 기능성 세라믹으로 구분됩니다. 그 중 구조용 세라믹은 엔지니어링 구조 재료로 사용할 수 있는 세라믹을 말하며 일반적으로 고강도, 고경도, 고탄성률, 고온 저항, 내마모성, 내식성, 내산화성, 내열충격성 및 기타 특성을 갖습니다.
구조용 세라믹에는 많은 종류가 있고 장점과 단점이 있으며 장점과 단점의 적용 방향이 다릅니다. 그 중 "질화 규소 세라믹"은 모든 측면에서 성능 균형이 우수하여 종합 성능이 가장 우수한 것으로 알려져 있습니다. 구조용 세라믹 제품군으로 응용 범위가 매우 넓습니다.
질화규소 세라믹의 장점
질화규소(Si3N4)는 구조 단위로 [SiN4] 4면체를 사용하여 공유 결합 화합물로 나눌 수 있습니다. 질소와 규소 원자의 구체적인 위치는 아래 그림에서 볼 수 있는데, 규소는 사면체의 중심에 있고, 사면체의 네 꼭지점의 위치는 질소 원자가 차지하고 있으며, 그 다음 세 개의 사면체마다 하나의 원자를 끊임없이 공유하고 있습니다. 3차원 공간으로 확장됩니다. 마지막으로 네트워크 구조가 형성됩니다. 질화규소의 많은 특성은 이 사면체 구조와 관련이 있습니다.
질화규소의 세 가지 결정 구조는 α, β 및 γ 상이며, 그 중 α 및 β 상이 질화규소의 가장 일반적인 형태입니다. 질소 원자가 매우 단단히 결합되어 있기 때문에 질화 규소는 고강도, 고경도 및 고온 저항이 우수하며 경도는 HRA91 ~ 93에 도달합니다. 열 강성이 뛰어나 1300~1400℃의 고온을 견딜 수 있습니다. 탄소 및 금속 원소와의 작은 화학 반응으로 인해 마찰 계수가 낮아집니다. 자체 윤활 기능이 있어 마모에 강합니다. 내식성이 강하고 불산 외에 다른 무기산과 반응하지 않으며 고온에서도 내 산화성이 있습니다. 그것은 또한 좋은 열충격 저항을 가지고 있으며, 공기 중에서 날카로운 냉각을 하고 날카로운 가열은 부서지지 않습니다. 질화 규소 세라믹의 크리프는 고온에서 감소하고 고온 및 고정 하중의 작용으로 느린 소성 변형이 작습니다.
또한 질화 규소 세라믹은 비강도, 비모드, 열전도도가 높고 전기적 특성이 뛰어나며 기타 장점을 가지므로 고온, 고속, 강한 부식성 매체 및 기타 극한 환경에서 특별한 응용 가치를 갖습니다. 개발 및 적용을 위한 가장 유망한 구조용 세라믹 재료 중 하나로 간주되며 종종 테스트가 필요한 많은 응용 분야에서 첫 번째 선택이 됩니다.
게시 시간: 2023년 8월 15일