Специальная керамика относится к классу керамики с особыми механическими, физическими или химическими свойствами, используемое сырье и необходимая технология производства сильно отличаются от обычной керамики и разработки. По характеристикам и использованию специальную керамику можно разделить на две категории: структурную керамику и функциональную керамику. Среди них конструкционная керамика относится к керамике, которую можно использовать в качестве инженерных конструкционных материалов, которые обычно обладают высокой прочностью, высокой твердостью, высоким модулем упругости, высокой термостойкостью, износостойкостью, коррозионной стойкостью, стойкостью к окислению, термостойкостью и другими характеристиками.
Существует много видов конструкционной керамики, ее преимуществ и недостатков, а также направления применения преимуществ и недостатков, среди которых «керамика из нитрида кремния» из-за баланса характеристик во всех аспектах известна как самая превосходная комплексная производительность в семейство конструкционной керамики и имеет чрезвычайно широкий спектр применения.
Преимущества керамики из нитрида кремния
Нитрид кремния (Si3N4) можно разделить на соединения с ковалентной связью, структурной единицей которых является 4-тетраэдр [SiN4] . Конкретные положения атомов азота и кремния можно увидеть на рисунке ниже: кремний находится в центре тетраэдра, а положения четырех вершин тетраэдра заняты атомами азота, а затем каждые три тетраэдра делят один атом, постоянно простирающийся в трехмерном пространстве. Наконец, формируется сетевая структура. Многие свойства нитрида кремния связаны с этой тетраэдрической структурой.
Существует три кристаллические структуры нитрида кремния: α-, β- и γ-фазы, из которых α- и β-фазы являются наиболее распространенными формами нитрида кремния. Поскольку атомы азота очень прочно связаны, нитрид кремния обладает хорошей прочностью, высокой твердостью и устойчивостью к высоким температурам, а твердость может достигать HRA91 ~ 93; Хорошая термическая жесткость, выдерживает высокую температуру 1300 ~ 1400 ℃; Небольшая химическая реакция с углеродными и металлическими элементами приводит к низкому коэффициенту трения; Он самосмазывающийся и, следовательно, устойчивый к износу; Коррозионная стойкость сильная, помимо плавиковой кислоты, она не реагирует с другими неорганическими кислотами, высокая температура также устойчива к окислению; Он также обладает хорошей термостойкостью, резкое охлаждение на воздухе, а затем резкий нагрев не рассыпется; Ползучесть керамики из нитрида кремния снижается при высокой температуре, а медленная пластическая деформация невелика под действием высокой температуры и фиксированной нагрузки.
Кроме того, керамика из нитрида кремния также обладает высокой удельной прочностью, высоким удельным режимом, высокой теплопроводностью, отличными электрическими свойствами и другими преимуществами, поэтому она имеет особую ценность для применения в экстремальных условиях, таких как высокая температура, высокая скорость, сильные коррозионные среды и считается одним из наиболее перспективных конструкционных керамических материалов для разработки и применения и часто становится первым выбором во многих приложениях, которые необходимо протестировать.
Время публикации: 15 августа 2023 г.