Erikeraamika viitab keraamika klassile, millel on spetsiaalsed mehaanilised, füüsikalised või keemilised omadused, kasutatavad toorained ja vajalik tootmistehnoloogia erinevad oluliselt tavalisest keraamikast ja arendusest. Omaduste ja kasutuse järgi saab erikeraamika jagada kahte kategooriasse: struktuurkeraamika ja funktsionaalkeraamika. Nende hulgas viitab struktuurkeraamika keraamikale, mida saab kasutada insenerkonstruktsioonimaterjalina, millel on üldiselt kõrge tugevus, kõrge kõvadus, kõrge elastsusmoodul, kõrge temperatuuritaluvus, kulumiskindlus, korrosioonikindlus, oksüdatsioonikindlus, kuumakindlus ja muud omadused.
Konstruktsioonkeraamikaid on palju erinevaid, neil on nii eeliseid kui ka puudusi ning nende rakendussuund on erinev. Tänu oma tasakaalustatud jõudlusele kõigis aspektides on räninitriidkeraamika tuntud kui struktuurkeraamika perekonna parim ja laiaulatuslikum valik.
Räninitriidi keraamika eelised
Räninitriidi (Si3N4) saab jagada kovalentse sidemega ühenditeks, mille struktuuriüksuseks on [SiN4] 4-tetraeeder. Lämmastiku- ja räni aatomite täpsed positsioonid on näha allolevalt jooniselt, räni asub tetraeedri keskel ja tetraeedri nelja tipu positsioonid on hõivatud lämmastikuaatomitega ning iga kolmas tetraeeder jagab ühte aatomit, mis pidevalt ulatub kolmemõõtmelisse ruumi. Lõpuks moodustub võrgustikstruktuur. Paljud räninitriidi omadused on seotud selle tetraeedrilise struktuuriga.
Räninitriidil on kolm kristallilist struktuuri: α-, β- ja γ-faasid, millest α- ja β-faasid on räninitriidi kõige levinumad vormid. Kuna lämmastikuaatomid on väga tihedalt seotud, on räninitriidil hea tugevus, kõrge kõvadus ja kõrge temperatuuritaluvus ning kõvadus võib ulatuda HRA91–93-ni; hea termiline jäikus, talub kõrgeid temperatuure 1300–1400 ℃; väike keemiline reaktsioon süsiniku ja metalli elementidega viib madala hõõrdetegurini; see on iseõlitav ja seetõttu kulumiskindel; korrosioonikindlus on tugev, lisaks vesinikfluoriidhappele ei reageeri see teiste anorgaaniliste hapetega ja tal on kõrgel temperatuuril ka oksüdatsioonikindlus; sellel on ka hea termiline löögikindlus, see ei murene õhu käes järsk jahutamine ja seejärel järsk kuumutamine; räninitriidkeraamika roomavus väheneb kõrgel temperatuuril ja aeglane plastiline deformatsioon on kõrge temperatuuri ja fikseeritud koormuse mõjul väike.
Lisaks on räninitriidkeraamikal ka kõrge eritugevus, kõrge erirežiim, kõrge soojusjuhtivus, suurepärased elektrilised omadused ja muud eelised, mistõttu on sellel eriline rakendusväärtus äärmuslikes keskkondades, nagu kõrge temperatuur, suur kiirus, tugev söövitav keskkond, ning seda peetakse üheks paljulubavamaks struktuurkeraamiliseks materjaliks arendamiseks ja rakendamiseks ning sageli on see paljudes testimist vajavates rakendustes esimene valik.
Postituse aeg: 15. august 2023