Ceramika specjalna odnosi się do klasy ceramiki o specjalnych właściwościach mechanicznych, fizycznych lub chemicznych, użyte surowce i wymagana technologia produkcji znacznie różnią się od zwykłej ceramiki i rozwoju. Ze względu na właściwości i zastosowanie ceramikę specjalną można podzielić na dwie kategorie: ceramikę strukturalną i ceramikę funkcjonalną. Wśród nich ceramika konstrukcyjna odnosi się do ceramiki, która może być stosowana jako inżynieryjne materiały konstrukcyjne, które ogólnie mają wysoką wytrzymałość, wysoką twardość, wysoki moduł sprężystości, odporność na wysoką temperaturę, odporność na zużycie, odporność na korozję, odporność na utlenianie, odporność na szok termiczny i inne cechy.
Istnieje wiele rodzajów ceramiki konstrukcyjnej, zalety i wady, a kierunek zastosowania, zalety i wady są różne, wśród których „ceramika azotku krzemu” ze względu na równowagę wydajności we wszystkich aspektach jest znana jako najbardziej doskonała wszechstronna wydajność w rodziny ceramiki konstrukcyjnej i ma niezwykle szerokie zastosowanie.
Zalety ceramiki z azotku krzemu
Azotek krzemu (Si3N4) można podzielić na związki z wiązaniami kowalencyjnymi, których jednostką strukturalną jest 4-czworościan [SiN4]. Konkretne położenie atomów azotu i krzemu można zobaczyć na poniższym rysunku, krzem znajduje się w środku czworościanu, a pozycje czterech wierzchołków czworościanu są zajęte przez atomy azotu, a następnie co trzy czworościan mają jeden atom, stale rozciągający się w przestrzeni trójwymiarowej. Na koniec tworzona jest struktura sieci. Wiele właściwości azotku krzemu jest związanych z tą tetraedryczną strukturą.
Istnieją trzy struktury krystaliczne azotku krzemu, którymi są fazy α, β i γ, z których fazy α i β są najczęstszymi postaciami azotku krzemu. Ponieważ atomy azotu są bardzo mocno połączone, azotek krzemu ma dobrą wysoką wytrzymałość, wysoką twardość i odporność na wysoką temperaturę, a twardość może osiągnąć HRA91 ~ 93; Dobra sztywność termiczna, wytrzymuje wysoką temperaturę 1300 ~ 1400 ℃; Mała reakcja chemiczna z pierwiastkami węglowymi i metalowymi prowadzi do niskiego współczynnika tarcia; Jest samosmarujący i dlatego odporny na zużycie; Odporność na korozję jest silna, oprócz kwasu fluorowodorowego nie reaguje z innymi kwasami nieorganicznymi, wysoka temperatura ma również odporność na utlenianie; Ma również dobrą odporność na szok termiczny, ostre chłodzenie w powietrzu, a następnie ostre ogrzewanie nie kruszy się; Pełzanie ceramiki z azotku krzemu zmniejsza się w wysokiej temperaturze, a powolne odkształcenie plastyczne jest niewielkie pod wpływem wysokiej temperatury i stałego obciążenia.
Ponadto ceramika z azotku krzemu ma również wysoką wytrzymałość właściwą, wysoki tryb właściwy, wysoką przewodność cieplną, doskonałe właściwości elektryczne i inne zalety, dzięki czemu ma szczególną wartość aplikacyjną w ekstremalnych warunkach, takich jak wysoka temperatura, duża prędkość, silne media korozyjne i jest uważany za jeden z najbardziej obiecujących konstrukcyjnych materiałów ceramicznych pod względem rozwoju i zastosowania i często staje się pierwszym wyborem w wielu zastosowaniach wymagających przetestowania.
Czas publikacji: 15 sierpnia 2023 r