Спеціальна кераміка відноситься до класу кераміки з особливими механічними, фізичними або хімічними властивостями, використовувана сировина та необхідна технологія виробництва значно відрізняються від звичайної кераміки та розробки. За характеристиками та використанням спеціальну кераміку можна розділити на дві категорії: структурну кераміку та функціональну кераміку. Серед них конструкційна кераміка відноситься до кераміки, яка може використовуватися як інженерний конструкційний матеріал, який, як правило, має високу міцність, високу твердість, високий модуль пружності, стійкість до високих температур, зносостійкість, стійкість до корозії, стійкість до окислення, стійкість до термічного удару та інші характеристики.
Існує багато видів конструкційної кераміки, переваги та недоліки, а напрямок застосування переваг та недоліків різний, серед яких «кераміка з нітриду кремнію» через баланс продуктивності в усіх аспектах відома як найпрекрасніша комплексна продуктивність у сімейства конструкційної кераміки та має надзвичайно широкий спектр застосування.
Переваги нітридкремнієвої кераміки
Нітрид кремнію (Si3N4) можна розділити на сполуки ковалентного зв’язку, структурною одиницею є 4-тетраедр [SiN4]. Конкретні положення атомів азоту та кремнію можна побачити на малюнку нижче, кремній знаходиться в центрі тетраедра, а положення чотирьох вершин тетраедра займають атоми азоту, а потім кожні три тетраедра поділяють один атом, постійно що поширюється в тривимірному просторі. Нарешті формується структура мережі. Багато властивостей нітриду кремнію пов’язані з цією тетраедричною структурою.
Існує три кристалічні структури нітриду кремнію, які є фазами α, β і γ, з яких фази α і β є найпоширенішими формами нітриду кремнію. Оскільки атоми азоту дуже міцно поєднані, нітрид кремнію має хорошу високу міцність, високу твердість і стійкість до високих температур, а твердість може досягати HRA91~93; Хороша термічна жорсткість, може витримувати високу температуру 1300 ~ 1400 ℃; Невелика хімічна реакція з елементами вуглецю та металу призводить до низького коефіцієнта тертя; Він самозмащується і тому стійкий до зношування; Корозійна стійкість сильна, крім фтористоводневої кислоти, вона не реагує з іншими неорганічними кислотами, висока температура також має стійкість до окислення; Також має гарну стійкість до термоударів, різке охолодження на повітрі, а потім різке нагрівання не розсиплеться; Повзучість нітридкремнієвої кераміки зменшується при високій температурі, а повільна пластична деформація мала під дією високої температури та постійного навантаження.
Крім того, кераміка з нітриду кремнію також має високу питому міцність, високу питому моду, високу теплопровідність, чудові електричні властивості та інші переваги, тому вона має особливу цінність застосування в екстремальних умовах, таких як висока температура, висока швидкість, сильні корозійні середовища та вважається одним із найперспективніших конструкційних керамічних матеріалів для розробки та застосування, і часто стає першим вибором у багатьох застосуваннях, які потребують перевірки.
Час публікації: 15 серпня 2023 р