Speciální keramika označuje třídu keramiky se speciálními mechanickými, fyzikálními nebo chemickými vlastnostmi. Použité suroviny a požadovaná výrobní technologie se výrazně liší od běžné keramiky a jejího vývoje. Podle vlastností a použití lze speciální keramiku rozdělit do dvou kategorií: strukturální keramika a funkční keramika. Strukturální keramika se týká keramiky, kterou lze použít jako konstrukční materiál. Obecně se vyznačuje vysokou pevností, vysokou tvrdostí, vysokým modulem pružnosti, vysokou teplotní odolností, odolností proti opotřebení, korozi, oxidaci, tepelným šokům a dalšími vlastnostmi.
Existuje mnoho druhů strukturální keramiky, jejích výhod a nevýhod a také různé způsoby použití. Mezi nimi je „keramika z nitridu křemíku“ díky vyváženému výkonu ve všech aspektech známá jako nejvynikající komplexní produkt v rodině strukturální keramiky a má extrémně širokou škálu použití.
Výhody keramiky z nitridu křemíku
Nitrid křemíku (Si3N4) lze rozdělit na sloučeniny s kovalentní vazbou, přičemž strukturní jednotkou je [SiN4]4-tetraedr. Konkrétní polohy atomů dusíku a křemíku jsou patrné z obrázku níže. Křemík je ve středu tetraedru a pozice čtyř vrcholů tetraedru jsou obsazeny atomy dusíku. Každé tři tetraedry sdílejí jeden atom a neustále se rozprostírají v trojrozměrném prostoru. Nakonec se vytvoří síťová struktura. Mnoho vlastností nitridu křemíku souvisí s touto tetraedrickou strukturou.
Existují tři krystalické struktury nitridu křemíku: α, β a γ fáze, přičemž α a β fáze jsou nejběžnějšími formami nitridu křemíku. Protože atomy dusíku jsou velmi pevně spojeny, má nitrid křemíku dobrou, vysokou pevnost, tvrdost a odolnost vůči vysokým teplotám, přičemž tvrdost může dosáhnout HRA91~93; dobrá tepelná tuhost, odolává vysokým teplotám 1300~1400 °C; malá chemická reakce s uhlíkem a kovovými prvky vede k nízkému koeficientu tření; je samomazný, a proto odolný proti opotřebení; vysoká odolnost proti korozi, kromě kyseliny fluorovodíkové nereaguje s jinými anorganickými kyselinami, má také odolnost proti oxidaci při vysokých teplotách; má také dobrou odolnost proti tepelným šokům, při prudkém ochlazení na vzduchu a následném prudkém zahřátí se nedrolí; tečení keramiky z nitridu křemíku se při vysokých teplotách snižuje a pomalá plastická deformace je malá při působení vysoké teploty a stálého zatížení.
Kromě toho má nitrid křemíku vysokou specifickou pevnost, vysoký specifický režim, vysokou tepelnou vodivost, vynikající elektrické vlastnosti a další výhody, takže má zvláštní aplikační hodnotu v extrémních podmínkách, jako jsou vysoké teploty, vysoké rychlosti a silná korozivní média, a je považován za jeden z nejslibnějších konstrukčních keramických materiálů pro vývoj a aplikaci a často se stává první volbou v mnoha aplikacích, které je třeba testovat.
Čas zveřejnění: 15. srpna 2023