Thanh gốm Si3N4 Silicon Nitride chịu nhiệt độ cao với độ cứng 18 Gpa và khả năng chống ăn mòn

Bộ phận thanh gốm Silicon Nitride chịu nhiệt độ cao Si3N4 tùy chỉnh xử lý

Do khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn, chịu nhiệt độ cao và đặc tính mật độ thấp tuyệt vời, vật liệu gốm được công nhận là một trong những vật liệu mới sôi động nhất trong thế kỷ 21. Chúng được phân loại cùng với vật liệu kim loại, vật liệu polymer và vật liệu composite là bốn vật liệu kỹ thuật hiện đại.

Vật liệu gốm được chia thành gốm truyền thống và gốm sứ cao cấp dựa trên hiệu suất và cách sử dụng. Gốm sứ cao cấp khác biệt đáng kể so với gốm sứ truyền thống về nguyên liệu thô, cấu trúc và kỹ thuật chuẩn bị. Hiệu suất của chúng cũng thay đổi đáng kể, với vật liệu gốm tiên tiến vượt trội hơn các vật liệu polyme và hợp kim chất lượng cao hiện đại ở một số đặc tính nhất định.

Silicon nitride (Si3N4) chứa ba dạng tinh thể, trong đó có hai dạng phổ biến: α-Si3N4 (tinh thể hình kim, màu trắng hoặc trắng nhạt) và β-Si3N4 (màu đậm hơn, khối đa diện dạng hạt dày đặc hoặc lăng kính ngắn). Cả hai đều có cấu trúc hình lục giác.

• Tính chất nhiệt: Chất chịu lửa nhiệt độ cao không có điểm nóng chảy, phân hủy ở nhiệt độ khoảng 1900°C dưới áp suất bình thường
• Khả năng chống leo mạnh dưới áp suất cao
• Điểm làm mềm của phản ứng thiêu kết silicon nitride không có chất kết dính có thể đạt tới 1800 ° C
• Độ dẫn nhiệt tốt
• Hệ số giãn nở nhiệt nhỏ
• Hiệu suất cách điện tuyệt vời với hệ số điện môi nhỏ và điện áp đánh thủng cao

• Khả năng chống oxy hóa: Không phản ứng với oxy trong môi trường khô dưới 800°C
• Chống ăn mòn kim loại nóng chảy: Chống lại sự xâm nhập và ăn mòn từ sự tan chảy của kim loại nguyên tố (trừ đồng)
• Khả năng chống ăn mòn axit, kiềm và muối: Hòa tan trong axit hydrofluoric, nhưng chống lại axit loãng

• Độ bền nhiệt độ cao tuyệt vời với độ suy giảm tối thiểu ở 1200°C so với độ bền nhiệt độ phòng
• Tốc độ rão ở nhiệt độ cao rất thấp do liên kết cộng hóa trị mạnh
• Độ cứng cao, chỉ đứng sau các vật liệu siêu cứng như kim cương, BN khối và B4C
• Hệ số ma sát thấp với đặc tính tự bôi trơn tương tự như bề mặt kim loại được bôi dầu

Silicon nitride thiêu kết chủ yếu được sử dụng làm vật liệu thành phần động cơ trong ngành công nghiệp ô tô. Các ứng dụng bao gồm miếng đệm điều chỉnh độ mòn thấp hơn trong động cơ đánh lửa cưỡng bức, bộ tăng áp để giảm quán tính và độ trễ của động cơ cũng như van kiểm soát khí thải để cải thiện khả năng tăng tốc.

Gốm sứ silicon nitride có khả năng chống va đập tuyệt vời so với các loại gốm sứ khác. Vòng bi silicon nitride được sử dụng trong các ứng dụng hiệu suất bao gồm động cơ chính của tàu con thoi NASA, vòng bi ô tô cao cấp, vòng bi công nghiệp, tua bin gió và các thiết bị thể thao khác nhau.

Silicon nitride nguyên khối số lượng lớn đóng vai trò là vật liệu dụng cụ cắt do độ cứng, độ ổn định nhiệt và khả năng chống mài mòn. Đặc biệt được khuyến nghị để gia công tốc độ cao gang, thép cứng và hợp kim gốc niken.

Được sử dụng làm chất cách điện và rào cản hóa học trong sản xuất mạch tích hợp, cung cấp cách điện và dùng làm mặt nạ khắc. Vượt trội hơn silicon dioxide như một lớp thụ động cho vi mạch do đặc tính rào cản khuếch tán tốt hơn chống lại các phân tử nước và ion natri.