Specijalna keramika odnosi se na klasu keramike sa posebnim mehaničkim, fizičkim ili hemijskim svojstvima, korištene sirovine i potrebna tehnologija proizvodnje znatno se razlikuju od obične keramike i razvoja. Prema karakteristikama i upotrebi, specijalna keramika može se podijeliti u dvije kategorije: strukturna keramika i funkcionalna keramika. Među njima, strukturna keramika odnosi se na keramiku koja se može koristiti kao inženjerski konstrukcijski materijal, koji uglavnom ima visoku čvrstoću, visoku tvrdoću, visoki modul elastičnosti, otpornost na visoke temperature, otpornost na habanje, otpornost na koroziju, otpornost na oksidaciju, otpornost na termičke udare i druge karakteristike.
Postoji mnogo vrsta strukturne keramike, prednosti i nedostaci, a smjer primjene je različit, među kojima je „silicijum nitridna keramika“, zbog uravnoteženih performansi u svim aspektima, poznata kao najizvrsnija sveobuhvatna keramika u porodici strukturne keramike i ima izuzetno širok raspon primjene.
Prednosti silicijum nitridne keramike
Silicijum nitrid (Si3N4) se može podijeliti na spojeve s kovalentnom vezom, s [SiN4] 4-tetraedrom kao strukturnom jedinicom. Specifični položaji atoma dušika i silicija mogu se vidjeti na slici ispod, silicijum se nalazi u središtu tetraedra, a položaje četiri vrha tetraedra zauzimaju atomi dušika, a zatim svaka tri tetraedra dijele jedan atom, konstantno se protežući u trodimenzionalnom prostoru. Konačno, formira se mrežna struktura. Mnoga svojstva silicijum nitrida povezana su s ovom tetraedarskom strukturom.
Postoje tri kristalne strukture silicijum nitrida, a to su α, β i γ faze, od kojih su α i β faze najčešći oblici silicijum nitrida. Budući da su atomi dušika vrlo čvrsto povezani, silicijum nitrid ima dobru visoku čvrstoću, visoku tvrdoću i otpornost na visoke temperature, a tvrdoća može doseći HRA91~93; Dobra termička krutost, može izdržati visoke temperature od 1300~1400℃; Mala hemijska reakcija s ugljikom i metalnim elementima dovodi do niskog koeficijenta trenja; Samopodmazujući je i stoga otporan na habanje; Otpornost na koroziju je jaka, pored fluorovodonične kiseline, ne reaguje s drugim neorganskim kiselinama, visoka temperatura također ima otpornost na oksidaciju; Također ima dobru otpornost na termički udar, naglo hlađenje na zraku, a zatim naglo zagrijavanje neće se raspasti; Puzanje silicijum nitridne keramike se smanjuje na visokim temperaturama, a spora plastična deformacija je mala pod djelovanjem visoke temperature i fiksnog opterećenja.
Osim toga, silicijum nitridna keramika također ima visoku specifičnu čvrstoću, visoki specifični mod, visoku toplinsku provodljivost, odlična električna svojstva i druge prednosti, tako da ima posebnu vrijednost primjene u ekstremnim okruženjima kao što su visoke temperature, velike brzine, jaki korozivni mediji, te se smatra jednim od najperspektivnijih strukturnih keramičkih materijala za razvoj i primjenu, te često postaje prvi izbor u mnogim primjenama koje je potrebno testirati.
Vrijeme objave: 15. avg. 2023.