Specijalna keramika odnosi se na klasu keramike s posebnim mehaničkim, fizikalnim ili kemijskim svojstvima, korištene sirovine i potrebna proizvodna tehnologija uvelike se razlikuju od obične keramike i razvoja. Prema karakteristikama i upotrebi, specijalna keramika može se podijeliti u dvije kategorije: strukturna keramika i funkcionalna keramika. Među njima, strukturna keramika odnosi se na keramiku koja se može koristiti kao inženjerski konstrukcijski materijal, koji općenito ima visoku čvrstoću, visoku tvrdoću, visoki modul elastičnosti, otpornost na visoke temperature, otpornost na habanje, otpornost na koroziju, otpornost na oksidaciju, otpornost na toplinske udare i druge karakteristike.
Postoje mnoge vrste strukturne keramike, njihove prednosti i nedostaci, te se smjer primjene razlikuje, među kojima je „silicijeva nitridna keramika“, zbog uravnoteženih performansi u svim aspektima, poznata kao najizvrsnija sveobuhvatna performansa u obitelji strukturne keramike i ima izuzetno širok raspon primjene.
Prednosti silicij-nitridne keramike
Silicijev nitrid (Si3N4) može se podijeliti na spojeve s kovalentnom vezom, s [SiN4] 4-tetraedrom kao strukturnom jedinicom. Specifični položaji atoma dušika i silicija mogu se vidjeti na donjoj slici, silicij je u središtu tetraedra, a položaje četiri vrha tetraedra zauzimaju atomi dušika, a zatim svaka tri tetraedra dijele jedan atom, neprestano se protežući u trodimenzionalnom prostoru. Konačno, formira se mrežna struktura. Mnoga svojstva silicijevog nitrida povezana su s ovom tetraedarskom strukturom.
Postoje tri kristalne strukture silicijevog nitrida, a to su α, β i γ faze, od kojih su α i β faze najčešći oblici silicijevog nitrida. Budući da su atomi dušika vrlo čvrsto povezani, silicijev nitrid ima dobru visoku čvrstoću, visoku tvrdoću i otpornost na visoke temperature, a tvrdoća može doseći HRA91~93; Dobra toplinska krutost, može izdržati visoke temperature od 1300~1400 ℃; Mala kemijska reakcija s ugljikovim i metalnim elementima dovodi do niskog koeficijenta trenja; Samopodmazujući je i stoga otporan na habanje; Otpornost na koroziju je jaka, osim s fluorovodičnom kiselinom, ne reagira s drugim anorganskim kiselinama, visoka temperatura također ima otpornost na oksidaciju; Također ima dobru otpornost na toplinske udare, naglo hlađenje na zraku, a zatim naglo zagrijavanje neće se raspasti; Puzanje silicijeve nitridne keramike se smanjuje na visokim temperaturama, a spora plastična deformacija je mala pod djelovanjem visoke temperature i fiksnog opterećenja.
Osim toga, silicijeva nitridna keramika također ima visoku specifičnu čvrstoću, visoki specifični mod, visoku toplinsku vodljivost, izvrsna električna svojstva i druge prednosti, pa ima posebnu primjenu u ekstremnim uvjetima poput visokih temperatura, velikih brzina, jakih korozivnih medija te se smatra jednim od najperspektivnijih strukturnih keramičkih materijala za razvoj i primjenu te često postaje prvi izbor u mnogim primjenama koje je potrebno testirati.
Vrijeme objave: 15. kolovoza 2023.