Características y aplicaciones de la cerámica de nitruro de silicio

Las cerámicas de nitruro de silicio, como material inorgánico no metálico de alto rendimiento, han mostrado un amplio potencial de aplicación en muchos campos debido a sus propiedades físicas y químicas únicas.

Características de rendimiento de las cerámicas de nitruro de silicio
Alta resistencia y gran dureza
La cerámica de nitruro de silicio, especialmente el nitruro de silicio prensado en caliente, se considera una de las sustancias más duras del mundo. Su resistencia a la compresión puede superar los 500 MPa en entornos de altas temperaturas, y la resistencia a la flexión de algunos productos de gama alta puede alcanzar incluso de 900 MPa a 1000 MPa. Esta gran resistencia y dureza hacen que las cerámicas de nitruro de silicio tengan un buen rendimiento en entornos con grandes cargas y desgaste.
Resistencia a altas temperaturas
La cerámica de nitruro de silicio tiene una estabilidad térmica extremadamente alta, con una temperatura de descomposición de 1800 ℃ en el aire y de hasta 1850 ℃ en condiciones específicas. Incluso si se calienta a una temperatura elevada de 1000 ℃ y se vierte rápidamente en agua fría, no se rompe. Esta excelente resistencia al choque térmico hace que la cerámica de nitruro de silicio tenga una amplia gama de perspectivas de aplicación en entornos de alta temperatura.
resistencia a la corrosión
Las cerámicas de nitruro de silicio tienen una buena resistencia a la corrosión química, capaz de soportar casi todos los ácidos inorgánicos y menos de 30% soluciones de sosa cáustica, así como la corrosión de muchos ácidos orgánicos. Esta resistencia a la corrosión permite a las cerámicas de nitruro de silicio mantener un rendimiento estable incluso en entornos difíciles.
baja densidad
En comparación con otros materiales estructurales, las cerámicas de nitruro de silicio tienen un peso específico menor, lo que resulta muy ventajoso para reducir el peso de los componentes. Los materiales cerámicos de nitruro de silicio presentan ventajas significativas en campos como el aeroespacial y el de la automoción, que exigen reducir el peso.
alta conductividad térmica
El bajo coeficiente de dilatación térmica y la alta conductividad térmica de la cerámica de nitruro de silicio la hacen excelente para disipar el calor. Especialmente en dispositivos electrónicos de alta densidad de potencia, como los envases de semiconductores y los sistemas de control de vehículos eléctricos, los sustratos cerámicos de nitruro de silicio pueden reducir eficazmente la temperatura de los chips y mejorar la estabilidad y fiabilidad del sistema.

Aplicación de la cerámica de nitruro de silicio
sector aeroespacial
Las cerámicas de nitruro de silicio tienen importantes aplicaciones en el campo aeroespacial. Como material transparente, las cerámicas porosas de nitruro de silicio tienen las ventajas de su baja densidad, alta resistencia, alta resistencia a la temperatura y baja constante dieléctrica, y son adecuadas para fabricar componentes como cubiertas de antenas de radar y conos de ojiva de misiles.
Automoción
En el campo de la automoción, la aplicación de la cerámica de nitruro de silicio está cada vez más extendida. Por ejemplo, el sistema de control electrónico de los vehículos eléctricos utiliza sustratos cerámicos de nitruro de silicio para resolver el problema de disipación de calor de los dispositivos electrónicos de alta densidad de potencia. Además, la aplicación de cojinetes cerámicos de nitruro de silicio en los ejes de salida de los motores también ha mejorado el rendimiento y la vida útil de los motores.
Campo de los semiconductores
En el campo del envasado de semiconductores, la cerámica de nitruro de silicio se ha convertido en un material clave para mejorar la estabilidad y fiabilidad de los dispositivos semiconductores gracias a sus excelentes propiedades de conductividad térmica y aislamiento. Con el desarrollo de los dispositivos electrónicos de potencia hacia la alta tensión, la alta corriente y la alta densidad de potencia, la aplicación de las cerámicas de nitruro de silicio se generalizará.
Sector mecánico
La cerámica de nitruro de silicio también se utiliza ampliamente en el campo mecánico. Sus excelentes propiedades mecánicas, como la resistencia a altas temperaturas, la resistencia a la corrosión ácida y alcalina y la autolubricación, lo convierten en un material ideal para fabricar componentes mecánicos de alta precisión y gran carga.
Sector biofarmacéutico
En el campo de la biofarmacia, la cerámica de nitruro de silicio se utiliza para fabricar dispositivos médicos como articulaciones artificiales debido a su excelente biocompatibilidad. Esta aplicación no solo mejora el rendimiento y la vida útil de los dispositivos médicos, sino que también reduce el dolor y el riesgo para los pacientes.
Equipos de comunicación 5G
Con el rápido desarrollo de la tecnología de comunicación 5G, la cerámica de nitruro de silicio se ha convertido en un material excelente para las placas base de los teléfonos móviles 5G debido a su excelente transmisión de ondas y conductividad térmica. Además, las placas cerámicas DPC (Direct Plated Copper) también utilizan cerámicas de nitruro de silicio como sustratos, lo que proporciona una mejor transmisión de la señal y una mayor fiabilidad para los equipos de comunicación 5G.

Las cerámicas de nitruro de silicio han mostrado amplias perspectivas de aplicación en múltiples campos debido a sus características de rendimiento únicas. Con el avance de la tecnología y la continua expansión del mercado, el ámbito de aplicación de las cerámicas de nitruro de silicio seguirá ampliándose.