Ceramica specialis ad classem ceramicarum refertur, quae proprietates mechanicas, physicas vel chemicas peculiares habet, quorum materiae primae adhibitae et technologia productionis necessaria a ceramicis communibus et evolutione valde differunt. Secundum proprietates et usus, ceramicae speciales in duas categorias dividi possunt: ceramicae structurales et ceramicae functionales. Inter eas, ceramicae structurales ad ceramicas referuntur quae ut materiae structurales machinales adhiberi possunt, quae plerumque magnam firmitatem, magnam duritiae, altum modulum elasticitatis, altam resistentiam temperaturae, resistentiam attritionis, resistentiam corrosionis, resistentiam oxidationis, resistentiam ictui thermalis, aliasque proprietates habent.
Multae sunt species ceramicarum structuralium, cum commodis et incommodis, et applicationis directiones commodorum et incommodorum variae sunt, inter quas "ceramica silicii nitridi", propter aequilibrium effectuum in omnibus aspectibus, ut optima et comprehensiva efficacia in familia ceramicarum structuralium habetur, et latissimam applicationum varietatem habet.
Commoda ceramicae nitridi silicii
Nitridum silicii (Si3N4) in composita cum vinculo covalenti dividi potest, cum [SiN4] 4-tetraedro ut unitate structurali. Situs specifici atomorum nitrogenii et silicii ex figura infra videri possunt: silicium in centro tetraedri est, et situs quattuor verticum tetraedri ab atomis nitrogenii occupantur, et deinde tria tetraedra unum atomum communicant, perpetuo in spatio tridimensionali extensa. Denique structura reticulata formatur. Multae proprietates nitridi silicii ad hanc structuram tetrahedralem pertinent.
Tres sunt structurae crystallinae nitridi silicii, quae sunt phases α, β et γ, quarum phases α et β sunt formae nitridi silicii frequentissimae. Quia atomi nitrogenii firmiter coniuncti sunt, nitridum silicii bonam firmitatem, duritiem magnam et resistentiam altae temperaturae habet, et duritia HRA91~93 attingere potest; bonam rigiditatem thermalem, temperaturas altas 1300~1400℃ tolerare potest; parva reactio chemica cum elementis carbonis et metallicis ad coefficientem frictionis humilem ducit; autolubricat et ideo resistit detritioni; resistentia corrosionis valida est, praeter acidum hydrofluoricum, cum aliis acidis inorganicis non reagit, alta temperatura etiam resistentiam oxidationis habet; etiam bonam resistentiam ictui thermali habet, refrigeratione acuta in aere et deinde calefactione acuta non dissiliet; reptatio ceramicae nitridi silicii ad altam temperaturam decrescit, et deformatio plastica lenta sub actione altae temperaturae et oneris fixi parva est.
Praeterea, ceramicae silicii nitridi etiam magnam vim specificam, modum specificum altum, conductivitatem thermalem altam, proprietates electricas excellentes et alia commoda habent, itaque valorem applicationis specialem in ambitu extremo, ut temperatura alta, celeritate alta, mediis corrosivis validis, habetur et una ex materiis ceramicis structuralibus pro evolutione et applicatione maxime promittentibus habetur, et saepe prima electio fit in multis applicationibus quae probandae sunt.
Tempus publicationis: XV Augusti, MMXXIII