Силицијум нитрид – структурална керамика са најбољим укупним перформансама

Специјална керамика се односи на класу керамике са посебним механичким, физичким или хемијским својствима, коришћеним сировинама и потребном технологијом производње се умногоме разликују од обичне керамике и развоја. Према карактеристикама и употреби, специјална керамика се може поделити у две категорије: структурална керамика и функционална керамика. Међу њима, структурна керамика се односи на керамику која се може користити као инжењерски конструктивни материјали, који углавном имају високу чврстоћу, високу тврдоћу, висок модул еластичности, отпорност на високе температуре, отпорност на хабање, отпорност на корозију, отпорност на оксидацију, отпорност на топлотни удар и друге карактеристике.

Постоји много врста структуралне керамике, предности и мане, а правци примене предности и мана су различити, међу којима је „керамика од силицијум нитрида“ због равнотеже перформанси у свим аспектима позната као најодличнији свеобухватни учинак у фамилија структуралне керамике, и има изузетно широк спектар примена.

Предности керамике силицијум нитрида

Силицијум нитрид (Си3Н4) се може поделити на једињења ковалентне везе, са [СиН4] 4-тетраедром као структурном јединицом. Специфични положаји атома азота и силицијума се могу видети са доње слике, силицијум је у центру тетраедра, а положаје четири врха тетраедра заузимају атоми азота, а затим свака три тетраедра деле један атом, стално простире се у тродимензионалном простору. Коначно се формира мрежна структура. Многа својства силицијум нитрида су повезана са овом тетраедарском структуром.

Постоје три кристалне структуре силицијум нитрида, а то су α, β и γ фазе, од којих су α и β фазе најчешћи облици силицијум нитрида. Пошто су атоми азота веома чврсто комбиновани, силицијум нитрид има добру високу чврстоћу, високу тврдоћу и отпорност на високе температуре, а тврдоћа може достићи ХРА91 ~ 93; Добра топлотна крутост, може издржати високу температуру од 1300 ~ 1400 ℃; Мала хемијска реакција са угљеничним и металним елементима доводи до ниског коефицијента трења; Самоподмазујућа је и стога отпорна на хабање; Отпорност на корозију је јака, поред флуороводоничне киселине, не реагује са другим неорганским киселинама, висока температура такође има отпорност на оксидацију; Такође има добру отпорност на топлотни удар, оштро хлађење у ваздуху, а затим оштро загревање неће се распасти; Пузање керамике силицијум нитрида се смањује на високој температури, а спора пластична деформација је мала под дејством високе температуре и фиксног оптерећења.

Поред тога, керамика од силицијум нитрида такође има високу специфичну чврстоћу, висок специфичан начин, високу топлотну проводљивост, одличне електричне особине и друге предности, тако да има посебну вредност примене у екстремним условима као што су висока температура, велика брзина, јаки корозивни медији и сматра се једним од најперспективнијих структуралних керамичких материјала за развој и примену, и често постаје први избор у многим апликацијама које треба тестирати.