Специалната керамика се отнася до клас керамика със специални механични, физични или химични свойства, като използваните суровини и необходимата производствена технология се различават значително от обикновената керамика и нейното развитие. Според характеристиките и употребата, специалната керамика може да бъде разделена на две категории: структурна керамика и функционална керамика. Структурната керамика е керамика, която може да се използва като инженерен конструкционен материал и обикновено има висока якост, висока твърдост, висок модул на еластичност, устойчивост на висока температура, износоустойчивост, устойчивост на корозия, устойчивост на окисляване, устойчивост на термичен удар и други характеристики.
Съществуват много видове структурна керамика, техните предимства и недостатъци, както и различните посоки на приложение. „Силиконовата нитридна керамика“, поради баланса на производителността във всички аспекти, е известна като най-отличната цялостна производителност в семейството на структурната керамика и има изключително широк спектър от приложения.
Предимства на силициево-нитридната керамика
Силициевият нитрид (Si3N4) може да бъде разделен на съединения с ковалентна връзка, като структурната единица е [SiN4]4-тетраедър. Специфичните позиции на азотните и силициевите атоми могат да се видят от фигурата по-долу. Силицият е в центъра на тетраедъра, а позициите на четири върха на тетраедъра са заети от азотни атоми. След това всеки три тетраедъра споделят по един атом, като постоянно се простират в триизмерното пространство. Накрая се формира мрежовата структура. Много от свойствата на силициевия нитрид са свързани с тази тетраедрична структура.
Силициевият нитрид има три кристални структури: α, β и γ фази, като α и β фазите са най-често срещаните форми на силициев нитрид. Тъй като азотните атоми са много здраво свързани, силициевият нитрид има добра висока якост, висока твърдост и устойчивост на висока температура, като твърдостта може да достигне HRA91~93; добра термична устойчивост, може да издържи на висока температура от 1300~1400℃; слаба химическа реакция с въглеродни и метални елементи води до нисък коефициент на триене; самосмазващ се и следователно устойчив на износване; висока устойчивост на корозия, освен с флуороводородна киселина, не реагира с други неорганични киселини, има и устойчивост на окисляване при висока температура; добра устойчивост на термичен удар, не се разпада при рязко охлаждане на въздух и след това при рязко нагряване; пълзенето на силициево-нитридната керамика намалява при висока температура, а бавната пластична деформация е малка под действието на висока температура и постоянно натоварване.
В допълнение, силициево-нитридната керамика има висока специфична якост, висок специфичен режим, висока топлопроводимост, отлични електрически свойства и други предимства, така че има специална приложна стойност в екстремни условия като висока температура, висока скорост, силни корозивни среди и се счита за един от най-обещаващите структурни керамични материали за разработване и приложение, и често се превръща в първи избор в много приложения, които трябва да бъдат тествани.
Време на публикуване: 15 август 2023 г.