ซิลิคอนไนไตรด์ – เซรามิกโครงสร้างที่มีประสิทธิภาพโดยรวมดีที่สุด

เซรามิกชนิดพิเศษหมายถึงเซรามิกประเภทหนึ่งที่มีคุณสมบัติทางกล ทางกายภาพ หรือทางเคมีเป็นพิเศษ วัตถุดิบที่ใช้และเทคโนโลยีการผลิตที่ต้องการนั้นแตกต่างอย่างมากจากเซรามิกและการพัฒนาทั่วไป ตามลักษณะและการใช้งาน เซรามิกชนิดพิเศษสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: เซรามิกโครงสร้างและเซรามิกฟังก์ชั่น ในหมู่พวกเขา เซรามิกโครงสร้างหมายถึงเซรามิกที่สามารถใช้เป็นวัสดุโครงสร้างทางวิศวกรรม ซึ่งโดยทั่วไปมีความแข็งแรงสูง ความแข็งสูง โมดูลัสยืดหยุ่นสูง ทนต่ออุณหภูมิสูง ทนต่อการสึกหรอ ทนต่อการกัดกร่อน ต้านทานการเกิดออกซิเดชัน ทนต่อแรงกระแทกจากความร้อน และลักษณะอื่น ๆ

เซรามิกโครงสร้างมีหลายประเภท ข้อดีและข้อเสีย และทิศทางการใช้งานของข้อดีและข้อเสียนั้นแตกต่างกัน โดยที่ "เซรามิกซิลิคอนไนไตรด์" เนื่องจากความสมดุลของประสิทธิภาพในทุกด้าน เรียกว่าเป็นประสิทธิภาพที่ครอบคลุมที่ยอดเยี่ยมที่สุดใน ตระกูลเซรามิกโครงสร้างและมีการใช้งานที่หลากหลายมาก

ข้อดีของเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์

ซิลิคอนไนไตรด์ (Si3N4) สามารถแบ่งออกเป็นสารประกอบพันธะโควาเลนต์ โดยมี [SiN4] 4 จัตุรมุขเป็นหน่วยโครงสร้าง ตำแหน่งจำเพาะของอะตอมไนโตรเจนและซิลิคอนสามารถดูได้จากรูปด้านล่าง ซิลิคอนอยู่ตรงกลางของจัตุรมุข และตำแหน่งของจุดยอดสี่จุดของจัตุรมุขนั้นถูกครอบครองโดยอะตอมไนโตรเจน จากนั้นทุกๆ จัตุรมุขทั้งสามจะมีอะตอมร่วมกันหนึ่งอะตอมอย่างต่อเนื่อง ขยายออกไปในอวกาศสามมิติ ในที่สุดโครงสร้างเครือข่ายก็ถูกสร้างขึ้น คุณสมบัติหลายประการของซิลิคอนไนไตรด์เกี่ยวข้องกับโครงสร้างจัตุรมุขนี้

โครงสร้างผลึกของซิลิคอนไนไตรด์มีสามโครงสร้าง ได้แก่ เฟส α, β และ γ ซึ่งเฟส α และ β เป็นรูปแบบที่พบบ่อยที่สุดของซิลิคอนไนไตรด์ เนื่องจากอะตอมไนโตรเจนรวมกันอย่างแน่นหนา ซิลิคอนไนไตรด์จึงมีความแข็งแรงสูง ความแข็งสูงและทนต่ออุณหภูมิสูงได้ดี และความแข็งสามารถเข้าถึง HRA91~93; ความแข็งแกร่งทางความร้อนที่ดี สามารถทนต่ออุณหภูมิสูง 1300~1400℃; ปฏิกิริยาเคมีเล็กน้อยกับองค์ประกอบคาร์บอนและโลหะทำให้ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำ มันหล่อลื่นได้ในตัวจึงทนทานต่อการสึกหรอ ความต้านทานการกัดกร่อนมีความแข็งแรง นอกจากกรดไฮโดรฟลูออริกแล้ว มันไม่ทำปฏิกิริยากับกรดอนินทรีย์อื่น ๆ อุณหภูมิสูงยังมีความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชัน นอกจากนี้ยังมีความต้านทานแรงกระแทกจากความร้อนที่ดี การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วในอากาศ จากนั้นความร้อนที่คมชัดจะไม่พัง การคืบของเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์จะลดลงที่อุณหภูมิสูง และการเสียรูปพลาสติกช้ามีขนาดเล็กภายใต้การกระทำของอุณหภูมิสูงและโหลดคงที่

นอกจากนี้ เซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ยังมีความแข็งแรงจำเพาะสูง โหมดจำเพาะสูง ค่าการนำความร้อนสูง คุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม และข้อดีอื่นๆ ดังนั้นจึงมีค่าการใช้งานพิเศษในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น อุณหภูมิสูง ความเร็วสูง ตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรง และ ถือเป็นหนึ่งในวัสดุเซรามิกโครงสร้างที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับการพัฒนาและการใช้งาน และมักจะกลายเป็นตัวเลือกแรกในการใช้งานหลายอย่างที่จำเป็นต้องได้รับการทดสอบ