სილიციუმის ნიტრიდი - სტრუქტურული კერამიკა საუკეთესო საერთო მახასიათებლებით

სპეციალური კერამიკა გულისხმობს კერამიკის კლასს, რომელსაც აქვს განსაკუთრებული მექანიკური, ფიზიკური ან ქიმიური თვისებები, გამოყენებული ნედლეული და საჭირო წარმოების ტექნოლოგია მნიშვნელოვნად განსხვავდება ჩვეულებრივი კერამიკისგან და განვითარებისგან. მახასიათებლებისა და გამოყენების მიხედვით, სპეციალური კერამიკა შეიძლება დაიყოს ორ კატეგორიად: სტრუქტურული კერამიკა და ფუნქციური კერამიკა. მათ შორის, სტრუქტურული კერამიკა გულისხმობს კერამიკას, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც საინჟინრო სტრუქტურული მასალები, რომელსაც ზოგადად აქვს მაღალი სიმტკიცე, მაღალი სიმტკიცე, მაღალი ელასტიურობის მოდული, მაღალი ტემპერატურისადმი მდგრადობა, ცვეთამედეგობა, კოროზიისადმი მდგრადობა, დაჟანგვისადმი მდგრადობა, თერმული დარტყმისადმი მდგრადობა და სხვა მახასიათებლები.

არსებობს სტრუქტურული კერამიკის მრავალი სახეობა, მათი უპირატესობები და ნაკლოვანებები, და გამოყენების მიმართულება განსხვავებულია, რომელთა შორისაა „სილიციუმის ნიტრიდის კერამიკა“, ყველა ასპექტში შესრულების ბალანსის გამო, ცნობილია, როგორც სტრუქტურული კერამიკის ოჯახში ყველაზე შესანიშნავი ყოვლისმომცველი შესრულება და აქვს გამოყენების უკიდურესად ფართო სპექტრი.

სილიციუმის ნიტრიდის კერამიკის უპირატესობები

სილიციუმის ნიტრიდი (Si3N4) შეიძლება დაიყოს კოვალენტურ ბმიან ნაერთებად, სადაც [SiN4] 4-ტეტრაედრი სტრუქტურულ ერთეულად არის წარმოდგენილი. აზოტისა და სილიციუმის ატომების კონკრეტული პოზიციები ქვემოთ მოცემული ფიგურიდან ჩანს, სილიციუმი ტეტრაედრის ცენტრშია და ტეტრაედრის ოთხი წვეროს პოზიციებს აზოტის ატომები იკავებს, შემდეგ კი ყოველ სამ ტეტრაედრს ერთი ატომი აქვს, რომელიც მუდმივად ვრცელდება სამგანზომილებიან სივრცეში. საბოლოოდ, ყალიბდება ქსელური სტრუქტურა. სილიციუმის ნიტრიდის მრავალი თვისება ამ ტეტრაედრულ სტრუქტურასთან არის დაკავშირებული.

სილიციუმის ნიტრიდის სამი კრისტალური სტრუქტურა არსებობს, რომლებიც α, β და γ ფაზებია, რომელთაგან α და β ფაზები სილიციუმის ნიტრიდის ყველაზე გავრცელებული ფორმებია. აზოტის ატომების ძალიან მყარად შეერთების გამო, სილიციუმის ნიტრიდს აქვს კარგი მაღალი სიმტკიცე, მაღალი სიმტკიცე და მაღალი ტემპერატურისადმი მდგრადობა, ხოლო სიმტკიცე შეიძლება მიაღწიოს HRA91~93-ს; კარგი თერმული სიმტკიცე, უძლებს 1300~1400℃ მაღალ ტემპერატურას; ნახშირბადთან და ლითონის ელემენტებთან მცირე ქიმიური რეაქცია იწვევს დაბალ ხახუნის კოეფიციენტს; თვითშეზეთვადია და შესაბამისად, მდგრადია ცვეთის მიმართ; კოროზიისადმი მდგრადობა მაღალია, ფტორწყალბადმჟავასთან ერთად, ის არ რეაგირებს სხვა არაორგანულ მჟავებთან, მაღალ ტემპერატურაზე ასევე აქვს დაჟანგვისადმი მდგრადობა; ასევე აქვს კარგი თერმული დარტყმისადმი მდგრადობა, ჰაერში მკვეთრი გაგრილება და შემდეგ მკვეთრი გაცხელება არ იშლება; სილიციუმის ნიტრიდის კერამიკის ცოცვა მცირდება მაღალ ტემპერატურაზე, ხოლო ნელი პლასტიკური დეფორმაცია მცირეა მაღალი ტემპერატურისა და ფიქსირებული დატვირთვის ზემოქმედების ქვეშ.

გარდა ამისა, სილიციუმის ნიტრიდის კერამიკას ასევე აქვს მაღალი სპეციფიკური სიმტკიცე, მაღალი სპეციფიკური რეჟიმი, მაღალი თბოგამტარობა, შესანიშნავი ელექტრული თვისებები და სხვა უპირატესობები, ამიტომ მას განსაკუთრებული გამოყენება აქვს ექსტრემალურ გარემოში, როგორიცაა მაღალი ტემპერატურა, მაღალი სიჩქარე, ძლიერი კოროზიული გარემო და ითვლება ერთ-ერთ ყველაზე პერსპექტიულ სტრუქტურულ კერამიკულ მასალად განვითარებისა და გამოყენებისთვის და ხშირად ხდება პირველი არჩევანი მრავალ აპლიკაციაში, რომლებიც საჭიროებენ ტესტირებას.