A cerámica especial refírese a unha clase de cerámica con propiedades mecánicas, físicas ou químicas especiais, cuxas materias primas empregadas e a tecnoloxía de produción requirida son moi diferentes das cerámicas ordinarias e do seu desenvolvemento. Segundo as características e os usos, a cerámica especial pódese dividir en dúas categorías: cerámica estrutural e cerámica funcional. Entre elas, a cerámica estrutural refírese á cerámica que se pode empregar como materiais estruturais de enxeñaría, que xeralmente teñen alta resistencia, alta dureza, alto módulo elástico, alta resistencia á temperatura, resistencia ao desgaste, resistencia á corrosión, resistencia á oxidación, resistencia ao choque térmico e outras características.
Existen moitos tipos de cerámica estrutural, con vantaxes e desvantaxes, e a dirección de aplicación das vantaxes e desvantaxes é diferente, entre as que a "cerámica de nitruro de silicio", debido ao equilibrio de rendemento en todos os aspectos, coñécese como o rendemento integral máis excelente da familia da cerámica estrutural e ten unha gama extremadamente ampla de aplicacións.
Vantaxes da cerámica de nitruro de silicio
O nitruro de silicio (Si3N4) pódese dividir en compostos de enlace covalente, sendo o 4-tetraedro [SiN4] a unidade estrutural. As posicións específicas dos átomos de nitróxeno e silicio pódense ver na figura seguinte: o silicio está no centro do tetraedro e as posicións dos catro vértices do tetraedro están ocupadas por átomos de nitróxeno, e cada tres tetraedros comparten un átomo, estendéndose constantemente no espazo tridimensional. Finalmente, fórmase a estrutura de rede. Moitas das propiedades do nitruro de silicio están relacionadas con esta estrutura tetraédrica.
Existen tres estruturas cristalinas de nitruro de silicio, que son as fases α, β e γ, das cales as fases α e β son as formas máis comúns de nitruro de silicio. Debido a que os átomos de nitróxeno están moi firmemente combinados, o nitruro de silicio ten unha boa alta resistencia, alta dureza e resistencia a altas temperaturas, e a dureza pode alcanzar HRA91~93; Boa rixidez térmica, pode soportar altas temperaturas de 1300~1400 ℃; Unha pequena reacción química con elementos de carbono e metálicos leva a un baixo coeficiente de fricción; É autolubricante e, polo tanto, resistente ao desgaste; A resistencia á corrosión é forte, ademais do ácido fluorhídrico, non reacciona con outros ácidos inorgánicos, a altas temperaturas tamén ten resistencia á oxidación; Tamén ten boa resistencia ao choque térmico, o arrefriamento brusco no aire e despois o quecemento brusco non se esfarelarán; A fluencia da cerámica de nitruro de silicio diminúe a altas temperaturas e a deformación plástica lenta é pequena baixo a acción de altas temperaturas e cargas fixas.
Ademais, a cerámica de nitruro de silicio tamén ten unha alta resistencia específica, un modo específico elevado, unha alta condutividade térmica, excelentes propiedades eléctricas e outras vantaxes, polo que ten un valor de aplicación especial en ambientes extremos como altas temperaturas, altas velocidades e medios corrosivos fortes, e considérase un dos materiais cerámicos estruturais máis prometedores para o desenvolvemento e a aplicación, e a miúdo convértese na primeira opción en moitas aplicacións que precisan ser probadas.
Data de publicación: 15 de agosto de 2023