Что такое керамика из нитрида кремния

---

Керамика из нитрида кремния (Si ∝ N ₄) - это ковалентные соединения, состоящие из кремния и азота, обладающие превосходными комплексными свойствами и широко используемые во многих областях высоких технологий.

1、 Характеристики материала
-Высокая прочность и вязкость: Керамика из нитрида кремния может сохранять высокую прочность и вязкость при высоких температурах, при этом прочность на изгиб составляет более 350 МПа. Даже при высоких температурах 1200 ℃ их прочность существенно не снижается.
-Низкий коэффициент теплового расширения: Нитрид кремния имеет низкий коэффициент теплового расширения, что означает, что он меньше деформируется при высоких температурах, что делает его особенно подходящим для высокотемпературных применений, требующих стабильного размера и формы.
-Отличная устойчивость к тепловым ударам: Керамика из нитрида кремния может сохранять свою прочность и целостность при резких изменениях температуры, что делает ее подходящей для оборудования, требующего частой цикличности температур.
-Хорошая износостойкость и самосмазывающиеся свойства: Керамика из нитрида кремния обладает высокой твердостью, самосмазывающимися свойствами и отличной износостойкостью, что делает ее пригодной для изготовления таких компонентов, как подшипники и кольца механических уплотнений.
-Химическая коррозионная стойкость: Керамика из нитрида кремния обладает хорошей коррозионной стойкостью к большинству неорганических кислот и некоторым основаниям, и почти не реагирует с другими неорганическими кислотами, кроме фтористоводородной кислоты.
-Электрическая изоляция: Керамика на основе нитрида кремния является превосходным электроизоляционным материалом, подходящим для использования в электронной и полупроводниковой промышленности, где требуются изоляционные свойства.

2、 Процесс подготовки
Процесс получения керамики из нитрида кремния включает в себя три этапа: подготовку порошка, формовку и спекание:

1. Подготовка порошка: К распространенным методам получения относятся азотирование кремниевого порошка, жидкофазная реакция и самораспространяющийся высокотемпературный синтез.
2. Процесс формовки: включая формовку сухим прессованием, формовку холодным изостатическим прессованием, литьевую формовку и т.д.
3. Процесс спекания: в основном включает спекание горячим прессованием, спекание под давлением газа, спекание горячим изостатическим прессованием и спекание плазмой разряда.

3、 Поля приложения
-В области машиностроения керамика из нитрида кремния широко используется в производстве подшипников, клапанов, трубопроводов, градиентных кругов и керамических режущих инструментов. Шарики для подшипников из нитрида кремния широко используются в шпинделях прецизионных станков, аэрокосмических двигателях и подшипниках автомобильных двигателей благодаря своей низкой плотности, высокой твердости и отличной износостойкости.
-Аэрокосмическая отрасль: Высокая прочность, низкий коэффициент теплового расширения и хорошая стойкость к тепловым ударам керамики из нитрида кремния делают ее идеальным материалом для аэрокосмической отрасли, например, для деталей камер сгорания, лопаток газовых турбин и прозрачных материалов.
-Металлургическая промышленность: Керамика из нитрида кремния может быть использована для производства гильз термопар, футеровки печей, тиглей, разделительных колец и т.д., обладающих хорошей стойкостью к тепловым ударам и износостойкостью.
-Химическая промышленность: Керамика из нитрида кремния может использоваться в таких отраслях, как выплавка алюминия, производство стали и чугуна, в качестве огнеупорных материалов, насосов, трубопроводов, клапанов и пресс-форм.
-В области полупроводников электроизоляция и коррозионная стойкость керамики из нитрида кремния позволяют использовать ее в качестве изоляционной подложки и футеровки высокотемпературных печей в производстве полупроводников.
-Новые энергетические транспортные средства: Керамические подшипники из нитрида кремния широко используются в подшипниках электродвигателей для новых энергетических транспортных средств благодаря их низкой плотности, высокой износостойкости и хорошим изоляционным характеристикам.

Керамика из нитрида кремнияБлагодаря своим превосходным физическим, химическим и механическим свойствам, они продемонстрировали большой потенциал для применения во многих областях и, как ожидается, будут играть важную роль во многих высокотехнологичных областях в будущем.