Erikoiskeraamilla tarkoitetaan keramiikkaluokkaa, jolla on erityisiä mekaanisia, fysikaalisia tai kemiallisia ominaisuuksia. Käytetyt raaka-aineet ja vaadittava tuotantoteknologia eroavat huomattavasti tavallisista keramiikoista ja niiden kehityksestä. Ominaisuuksien ja käyttötarkoitusten mukaan erikoiskeraamit voidaan jakaa kahteen luokkaan: rakennekeraamit ja toiminnalliset keramiikat. Rakennekeramiikalla tarkoitetaan keramiikkaa, jota voidaan käyttää teknisinä rakennemateriaaleina. Yleensä sillä on korkea lujuus, korkea kovuus, korkea kimmokerroin, korkea lämmönkestävyys, kulutuskestävyys, korroosionkestävyys, hapettumisenkestävyys, lämmönshokinkestävyys ja muita ominaisuuksia.
Rakenteellisia keramiikkatyyppejä on monenlaisia, ja niillä on omat etunsa ja haittansa, ja niiden käyttötarkoitukset vaihtelevat. "Piinitridikeraamit" tunnetaan suorituskykynsä tasapainon ansiosta rakennekeramiikkaperheen parhaimmista kattavista suorituskyvyistä, ja niillä on erittäin laaja käyttöalue.
Piinitridikeraamien edut
Piinitridi (Si3N4) voidaan jakaa kovalenttisiin sidoksiin, joiden rakenneyksikkönä on [SiN4]4-tetraedri. Typen ja piiatomien tarkat paikat näkyvät alla olevasta kuvasta: pii on tetraedrin keskellä, typpiatomit ovat tetraedrin neljän kärjen sijainneissa, ja joka kolmas tetraedri jakaa yhden atomin, joka ulottuu jatkuvasti kolmiulotteisessa avaruudessa. Lopuksi muodostuu verkkomainen rakenne. Monet piinitridin ominaisuuksista liittyvät tähän tetraedrirakenteeseen.
Piinitridillä on kolme kiteistä rakennetta: α-, β- ja γ-faasit, joista α- ja β-faasit ovat yleisimmät piinitridin muodot. Koska typpiatomit ovat erittäin tiukasti yhteen liittyneet, piinitridillä on hyvä lujuus, kovuus ja lämmönkestävyys, ja kovuus voi saavuttaa HRA91–93; Hyvä lämpöjäykkyys, kestää 1300–1400 ℃:n korkeita lämpötiloja; Pieni kemiallinen reaktio hiilen ja metallien kanssa johtaa alhaiseen kitkakertoimeen; Se on itsevoiteleva ja siten kulutusta kestävä; Korroosionkestävyys on vahva, ei reagoi fluorivetyhapon lisäksi muiden epäorgaanisten happojen kanssa, ja sillä on myös hapettumisenkestävyys korkeissa lämpötiloissa; Sillä on myös hyvä lämmönshokkien kestävyys, se ei murene äkillisen jäähdytyksen ja sen jälkeisen voimakkaan kuumennuksen aikana; Piinitridikeraamojen viruminen vähenee korkeassa lämpötilassa, ja hidas plastinen muodonmuutos on pieni korkean lämpötilan ja kiinteän kuormituksen vaikutuksesta.
Lisäksi piinitridikeraameilla on myös korkea ominaislujuus, korkea ominaistila, korkea lämmönjohtavuus, erinomaiset sähköiset ominaisuudet ja muita etuja, joten sillä on erityinen sovellusarvo äärimmäisissä ympäristöissä, kuten korkeassa lämpötilassa, suurella nopeudella ja voimakkaissa syövyttävissä aineissa, ja sitä pidetään yhtenä lupaavimmista rakennekeraamisista materiaaleista kehitykseen ja käyttöön, ja siitä tulee usein ensimmäinen valinta monissa testattavissa sovelluksissa.
Julkaisun aika: 15. elokuuta 2023