La ceràmica especial fa referència a una classe de ceràmica amb propietats mecàniques, físiques o químiques especials, les matèries primeres utilitzades i la tecnologia de producció requerida són molt diferents de la ceràmica ordinària i del seu desenvolupament. Segons les característiques i els usos, la ceràmica especial es pot dividir en dues categories: ceràmica estructural i ceràmica funcional. Entre elles, la ceràmica estructural fa referència a la ceràmica que es pot utilitzar com a materials estructurals d'enginyeria, que generalment tenen una alta resistència, alta duresa, alt mòdul elàstic, alta resistència a la temperatura, resistència al desgast, resistència a la corrosió, resistència a l'oxidació, resistència al xoc tèrmic i altres característiques.
Hi ha molts tipus de ceràmiques estructurals, amb avantatges i desavantatges, i la direcció d'aplicació dels avantatges i desavantatges és diferent, entre les quals la "ceràmica de nitrur de silici", a causa de l'equilibri de rendiment en tots els aspectes, es coneix com el rendiment integral més excel·lent de la família de les ceràmiques estructurals i té una gamma d'aplicacions extremadament àmplia.
Avantatges de la ceràmica de nitrur de silici
El nitrur de silici (Si3N4) es pot dividir en compostos d'enllaç covalent, amb el 4-tetraedre [SiN4] com a unitat estructural. Les posicions específiques dels àtoms de nitrogen i silici es poden veure a la figura següent, el silici es troba al centre del tetraedre i les posicions dels quatre vèrtexs del tetraedre estan ocupades per àtoms de nitrogen, i aleshores cada tres tetraedres comparteixen un àtom, estenent-se constantment en l'espai tridimensional. Finalment, es forma l'estructura de xarxa. Moltes de les propietats del nitrur de silici estan relacionades amb aquesta estructura tetraèdrica.
Hi ha tres estructures cristal·lines de nitrur de silici, que són les fases α, β i γ, de les quals les fases α i β són les formes més comunes de nitrur de silici. Com que els àtoms de nitrogen estan molt ben combinats, el nitrur de silici té una bona resistència, una alta duresa i una alta resistència a la temperatura, i la duresa pot arribar a HRA91~93; Bona rigidesa tèrmica, pot suportar temperatures elevades de 1300~1400 ℃; Una petita reacció química amb elements de carboni i metalls condueix a un baix coeficient de fricció; És autolubricant i, per tant, resistent al desgast; La resistència a la corrosió és forta, a més de l'àcid fluorhídric, no reacciona amb altres àcids inorgànics, les altes temperatures també tenen resistència a l'oxidació; També té una bona resistència al xoc tèrmic, el refredament brusc a l'aire i després l'escalfament brusc no s'esmicolaran; La fluència de la ceràmica de nitrur de silici disminueix a altes temperatures i la deformació plàstica lenta és petita sota l'acció d'altes temperatures i càrregues fixes.
A més, les ceràmiques de nitrur de silici també tenen una alta resistència específica, un mode específic elevat, una alta conductivitat tèrmica, excel·lents propietats elèctriques i altres avantatges, per la qual cosa tenen un valor d'aplicació especial en entorns extrems com ara altes temperatures, altes velocitats i medis corrosius forts, i es consideren un dels materials ceràmics estructurals més prometedors per al desenvolupament i l'aplicació, i sovint es converteixen en la primera opció en moltes aplicacions que cal provar.
Data de publicació: 15 d'agost de 2023