Каковы области применения керамики из нитрида кремния

---

Керамика из нитрида кремния Это соединение с ковалентной связью, состоящее из кремния и азота, которое обладает рядом превосходных свойств, таких как термостойкость, коррозионная стойкость, износостойкость, высокая вязкость и прочность на изгиб, и имеет широкий спектр применения во многих областях.

Область машиностроения

• Подшипники: Керамические шарики для подшипников из нитрида кремния являются одними из наиболее широко используемых в машиностроении. По сравнению со стальными шариками, керамические шарики подшипников из нитрида кремния обладают выдающимися преимуществами низкой плотности, высокой термостойкости, самосмазывания, коррозионной стойкости и т.д., и могут быть использованы в высокоскоростных подшипниках электрических шпинделей станков, аэрокосмических двигателях, подшипниках ветровых турбин, подшипниках автомобильных двигателей и другом оборудовании.
• Инструменты: Керамика из нитрида кремния может использоваться для изготовления высокоскоростных режущих инструментов. Высокая твердость и износостойкость позволяют ей сохранять хорошую производительность в процессе резания, уменьшать износ инструмента, повышать эффективность и точность обработки.
• Другие механические компоненты: Керамика из нитрида кремния также может быть использована для изготовления лопаток турбин, колец механических уплотнений, неразъемных пресс-форм и т.д. Эти компоненты обладают отличными характеристиками в условиях высоких температур и коррозионной среды, что позволяет повысить надежность и срок службы механического оборудования.

Аэрокосмическая промышленность

• Прозрачный материал: Пористая керамика из нитрида кремния обладает относительно высокой прочностью на изгиб и меньшей плотностью, а также устойчивостью к ползучести, что позволяет повысить стабильность структуры при высоких температурах. Этот материал используется в качестве прозрачного материала для изготовления радиокупола и антенного окна. Например, компания Ceridan изготовила из нитрида кремния радиокупол для ракеты PAC-3.
  Компоненты двигателя: Керамика из нитрида кремния обладает более высокой прочностью, лучшей прочностью на ползучесть и стойкостью к окислению, чем жаропрочные сплавы на основе никеля при температурах выше 1000 °С, и имеет небольшой удельный вес, всего 40% от удельного веса жаропрочных сплавов, что может удовлетворить требования будущих авиадвигателей по снижению веса и расхода топлива.

область полупроводников

• Керамические подложки: Керамика из нитрида кремния обладает высокой теплопроводностью (типичные значения для коммерческих продуктов - 80-90 Вт/мК). По сравнению с подложками из глинозема или ZTA их теплопроводность более чем в три раза выше, а коэффициент теплового расширения (2,4 ppm/K) мал и близок к полупроводниковым чипам (Si, SiC), что обеспечивает хорошее тепловое согласование. Кроме того, керамические подложки из нитрида кремния обладают отличными механическими свойствами, учитывая высокую прочность на изгиб и высокую вязкость разрушения. Поэтому токопроводящая способность высока, а характеристики теплопередачи очень хороши.
  Благодаря отличным характеристикам подложек из нитрида кремния, они имеют хорошие перспективы применения в силовых модулях (силовые модули IGBT/SiC), таких как железнодорожный транспорт, ветроэнергетика, фотовольтаика и новые энергетические транспортные средства.

Биокерамика

• Имплантаты: Керамика из нитрида кремния обладает хорошей биосовместимостью и широко используется в имплантатах, таких как биосенсоры, позвоночник, ортопедия, стоматология и т. д. Например, компания Amedica разработала уникальный имплантат из нитрида кремния с очень высокими комплексными свойствами. Согласно официальным отчетам, на примере компании SINTX в США, с 2012 года объем производства материалов для позвоночника из нитрида кремния вырос на 20%.
• Медицинская аппаратура: керамика из нитрида кремния может также использоваться в производстве медицинской аппаратуры, например, бусин из нитрида кремния в аппаратах для трансплантации островков. Эти бусины повышают эффективность переваривания поджелудочной железы, не позволяя ей двигаться синхронно с системой камер, а также увеличивают дисперсию ткани поджелудочной железы внутри системы камер.

Металлургическая отрасль

• Трубки для защиты от теплового излучения, горелки, тигли: Плотная керамика из нитрида кремния в основном используется в металлургической промышленности в качестве трубок для защиты от теплового излучения, горелок, тиглей и т.д. Ее превосходная термостойкость и коррозионная стойкость позволяют ей стабильно работать в течение длительного времени в суровых условиях металлургической промышленности.

Область ультратонкого измельчения

• Размольный шар: Керамика из нитрида кремния является ковалентным соединением, и ее связь в основном зависит от ковалентной связи между атомами. Сам подготовленный материал обладает высокой твердостью и износостойкостью. В ультратонком порошке и пищевой промышленности, производительность керамического шлифовального шара из нитрида кремния выше, чем у традиционного шлифовального шара, который имеет более высокую твердость и лучшую износостойкость.

Благодаря своим превосходным свойствам, керамика из нитрида кремния показали большой потенциал и ценность применения во многих областях. С постоянным совершенствованием процессов подготовки и снижением затрат ожидается дальнейшее расширение сферы их применения, что обеспечит более мощную поддержку развитию различных отраслей промышленности.