Quelles sont les caractéristiques de performance et les applications des céramiques de nitrure de silicium ?

Les céramiques de nitrure de silicium, en tant que matériau inorganique non métallique à haute performance, ont montré un vaste potentiel d'application dans de nombreux domaines en raison de leurs propriétés physiques et chimiques uniques.

Caractéristiques de performance des céramiques à base de nitrure de silicium
Haute résistance et haute dureté
Les céramiques de nitrure de silicium, en particulier le nitrure de silicium pressé à chaud, sont considérées comme l'une des substances les plus dures au monde. Sa résistance à la compression peut dépasser 500MPa dans des environnements à haute température, et la résistance à la flexion de certains produits haut de gamme peut même atteindre 900MPa à 1000MPa. Cette résistance et cette dureté élevées permettent aux céramiques de nitrure de silicium d'être performantes dans les environnements soumis à des charges et à une usure importantes.
Résistance aux hautes températures
Les céramiques de nitrure de silicium ont une stabilité thermique extrêmement élevée, avec une température de décomposition de 1800 ℃ dans l'air et jusqu'à 1850 ℃ dans des conditions spécifiques. Même chauffée à une température élevée de 1000 ℃ et versée rapidement dans de l'eau froide, elle ne se rompt pas. Cette excellente résistance aux chocs thermiques confère aux céramiques de nitrure de silicium un large éventail de perspectives d'application dans les environnements à haute température.
résistance à la corrosion
Les céramiques de nitrure de silicium présentent une bonne résistance à la corrosion chimique, capable de résister à presque tous les acides inorganiques et à des solutions de soude caustique inférieures à 30%, ainsi qu'à la corrosion due à de nombreux acides organiques. Cette résistance à la corrosion permet aux céramiques de nitrure de silicium de conserver des performances stables même dans des environnements difficiles.
faible densité
Par rapport à d'autres matériaux structurels, les céramiques de nitrure de silicium ont un poids spécifique plus faible, ce qui est très avantageux pour réduire le poids des composants. Les céramiques de nitrure de silicium présentent des avantages significatifs dans des domaines tels que l'aérospatiale et l'automobile, qui nécessitent un allègement.
conductivité thermique élevée
Le faible coefficient de dilatation thermique et la conductivité thermique élevée des céramiques de nitrure de silicium les rendent excellentes pour la dissipation de la chaleur. Les substrats en céramique de nitrure de silicium permettent de réduire efficacement la température des puces et d'améliorer la stabilité et la fiabilité des systèmes, en particulier dans les dispositifs électroniques à haute densité de puissance, tels que les boîtiers de semi-conducteurs et les systèmes de contrôle des véhicules électriques.

Application des céramiques à base de nitrure de silicium
domaine aérospatial
Les céramiques de nitrure de silicium ont d'importantes applications dans le domaine aérospatial. En tant que matériau transparent, les céramiques poreuses de nitrure de silicium présentent les avantages d'une faible densité, d'une grande solidité, d'une résistance aux températures élevées et d'une faible constante diélectrique, et conviennent à la fabrication de composants tels que les couvercles d'antennes radar et les cônes de nez de missiles.
Domaine automobile
Dans le domaine de l'automobile, l'application des céramiques de nitrure de silicium est de plus en plus répandue. Par exemple, le système de contrôle électronique des véhicules électriques utilise des substrats en céramique de nitrure de silicium pour résoudre le problème de dissipation thermique des dispositifs électroniques à haute densité de puissance. En outre, l'application de roulements en céramique de nitrure de silicium dans les arbres de sortie des moteurs a également amélioré les performances et la durée de vie des moteurs.
Domaine des semi-conducteurs
Dans le domaine de l'emballage des semi-conducteurs, les céramiques de nitrure de silicium sont devenues un matériau clé pour améliorer la stabilité et la fiabilité des dispositifs à semi-conducteur en raison de leur excellente conductivité thermique et de leurs propriétés d'isolation. Avec l'évolution des dispositifs électroniques de puissance vers la haute tension, le courant élevé et la densité de puissance élevée, l'application des céramiques de nitrure de silicium va se généraliser.
Domaine mécanique
Les céramiques de nitrure de silicium sont également largement utilisées dans le domaine mécanique. Ses excellentes propriétés mécaniques, telles que la résistance aux températures élevées, la résistance à la corrosion acide et alcaline et l'autolubrification, en font un matériau idéal pour la fabrication de composants mécaniques de haute précision et soumis à des charges élevées.
Domaine biopharmaceutique
Dans le domaine biopharmaceutique, les céramiques de nitrure de silicium sont utilisées pour fabriquer des dispositifs médicaux tels que des articulations artificielles en raison de leur excellente biocompatibilité. Cette application permet non seulement d'améliorer les performances et la durée de vie des dispositifs médicaux, mais aussi de réduire la douleur et les risques pour les patients.
Équipement de communication 5G
Avec le développement rapide de la technologie de communication 5G, les céramiques de nitrure de silicium sont devenues un excellent matériau pour les panneaux arrière des téléphones mobiles 5G en raison de leur excellente transmission d'ondes et de leur conductivité thermique. En outre, les plaques céramiques DPC (Direct Plated Copper) utilisent également des céramiques de nitrure de silicium comme substrats, ce qui permet une meilleure transmission des signaux et une plus grande fiabilité pour les équipements de communication 5G.

Les céramiques à base de nitrure de silicium ont montré de vastes perspectives d'application dans de nombreux domaines en raison de leurs caractéristiques de performance uniques. Avec les progrès technologiques et l'expansion continue du marché, le champ d'application des céramiques à base de nitrure de silicium va encore s'élargir.