Was sind die Leistungsmerkmale und Anwendungen von Siliziumnitridkeramik?

Siliziumnitridkeramik als anorganischer, nichtmetallischer Hochleistungswerkstoff hat aufgrund seiner einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften ein großes Anwendungspotenzial in vielen Bereichen.

Leistungsmerkmale von Siliziumnitrid-Keramiken
Hohe Festigkeit und hohe Härte
Siliciumnitridkeramik, insbesondere heißgepresstes Siliciumnitrid, gilt als eine der härtesten Substanzen der Welt. Ihre Druckfestigkeit kann in Hochtemperaturumgebungen 500 MPa übersteigen, und die Biegefestigkeit einiger High-End-Produkte kann sogar 900MPa bis 1000MPa erreichen. Dank dieser hohen Festigkeit und Härte kann Siliziumnitridkeramik in Umgebungen mit hoher Belastung und Abnutzung gut eingesetzt werden.
Hohe Temperaturbeständigkeit
Siliciumnitridkeramik hat eine extrem hohe thermische Stabilität mit einer Zersetzungstemperatur von 1800 ℃ an Luft und bis zu 1850 ℃ unter bestimmten Bedingungen. Selbst wenn es auf eine hohe Temperatur von 1000 ℃ erhitzt und schnell in kaltes Wasser gegossen wird, zerbricht es nicht. Dank dieser ausgezeichneten Hitzeschockbeständigkeit bietet Siliziumnitridkeramik ein breites Spektrum von Anwendungsmöglichkeiten in Hochtemperaturumgebungen.
Korrosionsbeständigkeit
Siliciumnitridkeramik ist sehr korrosionsbeständig und widersteht fast allen anorganischen Säuren und weniger als 30% Natronlauge sowie der Korrosion durch viele organische Säuren. Dank dieser Korrosionsbeständigkeit können Siliziumnitridkeramiken auch in rauen Umgebungen eine stabile Leistung beibehalten.
geringe Dichte
Im Vergleich zu anderen Strukturwerkstoffen haben Siliziumnitridkeramiken ein geringeres spezifisches Gewicht, was für die Gewichtsreduzierung von Bauteilen sehr vorteilhaft ist. Siliziumnitridkeramik hat erhebliche Vorteile in Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt und der Automobilindustrie, in denen eine Gewichtsreduzierung erforderlich ist.
hohe Wärmeleitfähigkeit
Der niedrige Wärmeausdehnungskoeffizient und die hohe Wärmeleitfähigkeit von Siliziumnitridkeramik sorgen dafür, dass sie sich hervorragend zur Wärmeableitung eignet. Vor allem in elektronischen Geräten mit hoher Leistungsdichte, wie z. B. Halbleitergehäusen und Steuerungssystemen für Elektrofahrzeuge, können Siliziumnitridkeramik-Substrate die Chiptemperatur wirksam senken und die Systemstabilität und Zuverlässigkeit verbessern.

Anwendung von Siliziumnitridkeramik
Raumfahrtbereich
Siliziumnitridkeramik findet in der Luft- und Raumfahrt wichtige Anwendungen. Als transparentes Material haben poröse Siliziumnitridkeramiken die Vorteile einer geringen Dichte, hohen Festigkeit, hohen Temperaturbeständigkeit und niedrigen Dielektrizitätskonstante und eignen sich für die Herstellung von Bauteilen wie Radarantennenabdeckungen und Raketenspitzen.
Automobilbereich
In der Automobilbranche wird Siliziumnitridkeramik immer häufiger eingesetzt. So werden beispielsweise für das elektronische Steuersystem in Elektrofahrzeugen Siliziumnitridkeramiksubstrate verwendet, um das Problem der Wärmeableitung bei elektronischen Geräten mit hoher Leistungsdichte zu lösen. Darüber hinaus hat die Verwendung von Siliziumnitrid-Keramiklagern in Motorabtriebswellen auch die Leistung und Lebensdauer von Motoren verbessert.
Bereich Halbleiter
Im Bereich des Halbleitergehäuses ist Siliziumnitridkeramik aufgrund ihrer hervorragenden Wärmeleitfähigkeit und Isolationseigenschaften zu einem Schlüsselmaterial für die Verbesserung der Stabilität und Zuverlässigkeit von Halbleitergeräten geworden. Mit der Entwicklung von leistungselektronischen Geräten in Richtung Hochspannung, Hochstrom und hoher Leistungsdichte wird die Anwendung von Siliziumnitridkeramik weiter zunehmen.
Mechanischer Bereich
Siliciumnitridkeramik wird auch im mechanischen Bereich häufig verwendet. Ihre hervorragenden mechanischen Eigenschaften wie hohe Temperaturbeständigkeit, Säure- und Laugenkorrosionsbeständigkeit und Selbstschmierung machen sie zu einem idealen Werkstoff für die Herstellung hochpräziser und hochbelastbarer mechanischer Komponenten.
Biopharmazeutischer Bereich
Im Bereich der Biopharmazie werden Siliziumnitridkeramiken aufgrund ihrer hervorragenden Biokompatibilität zur Herstellung von Medizinprodukten wie künstlichen Gelenken verwendet. Diese Anwendung verbessert nicht nur die Leistung und Lebensdauer von Medizinprodukten, sondern verringert auch die Schmerzen und Risiken für die Patienten.
5G-Kommunikationsausrüstung
Mit der rasanten Entwicklung der 5G-Kommunikationstechnologie hat sich Siliziumnitridkeramik aufgrund ihrer hervorragenden Wellenübertragung und Wärmeleitfähigkeit zu einem hervorragenden Material für 5G-Mobiltelefonrückwände entwickelt. Darüber hinaus werden für DPC-Keramikplatten (Direct Plated Copper) ebenfalls Siliziumnitridkeramiken als Substrate verwendet, die eine bessere Signalübertragung und höhere Zuverlässigkeit für 5G-Kommunikationsgeräte bieten.

Siliziumnitridkeramik hat aufgrund ihrer einzigartigen Leistungsmerkmale ein breites Anwendungsspektrum in verschiedenen Bereichen aufzuweisen. Mit dem technologischen Fortschritt und der kontinuierlichen Expansion des Marktes wird sich der Anwendungsbereich von Siliziumnitridkeramik weiter ausdehnen.