Specialioji keramika – tai keramikos klasė, pasižyminti ypatingomis mechaninėmis, fizinėmis ar cheminėmis savybėmis, kurios žaliavos ir gamybos technologija labai skiriasi nuo įprastos keramikos ir jos kūrimo. Pagal savybes ir panaudojimą specialiąją keramiką galima suskirstyti į dvi kategorijas: struktūrinę keramiką ir funkcinę keramiką. Struktūrinė keramika – tai keramika, kuri gali būti naudojama kaip inžinerinės konstrukcinės medžiagos ir paprastai pasižymi dideliu stiprumu, dideliu kietumu, dideliu elastingumo moduliu, atsparumu aukštai temperatūrai, atsparumu dilimui, korozijai, oksidacijai, terminiam smūgiui ir kitomis savybėmis.
Yra daug konstrukcinės keramikos rūšių, privalumų ir trūkumų, o privalumų ir trūkumų taikymo kryptys skiriasi. „Silicio nitrido keramika“ dėl savo našumo pusiausvyros visais aspektais yra žinoma kaip puikiausia visapusiška konstrukcinės keramikos šeima ir turi itin platų pritaikymo spektrą.
Silicio nitrido keramikos privalumai
Silicio nitridą (Si3N4) galima suskirstyti į kovalentinių jungčių junginius, kurių struktūrinis vienetas yra [SiN4] 4-tetraedras. Konkrečios azoto ir silicio atomų pozicijos matomos paveikslėlyje apačioje: silicis yra tetraedro centre, o keturių tetraedro viršūnių pozicijas užima azoto atomai, o tada kas trečias tetraedras dalijasi vienu atomu, nuolat besitęsiančiu trimatėje erdvėje. Galiausiai susidaro tinklinė struktūra. Daugelis silicio nitrido savybių yra susijusios su šia tetraedrine struktūra.
Yra trys silicio nitrido kristalinės struktūros: α, β ir γ fazės, iš kurių α ir β fazės yra labiausiai paplitusios silicio nitrido formos. Kadangi azoto atomai yra labai tvirtai sujungti, silicio nitridas pasižymi dideliu stiprumu, dideliu kietumu ir atsparumu aukštai temperatūrai, o kietumas gali siekti HRA91–93; geras terminis standumas, gali atlaikyti aukštą 1300–1400 ℃ temperatūrą; nedidelė cheminė reakcija su anglies ir metalo elementais lemia mažą trinties koeficientą; savaime sutepa, todėl yra atsparus dilimui; didelis atsparumas korozijai, be vandenilio fluorido rūgšties, nereaguoja su kitomis neorganinėmis rūgštimis, taip pat atsparus oksidacijai aukštoje temperatūroje; taip pat geras atsparumas terminiam smūgiui, nesubyra po staigaus aušinimo ore ir po to staigaus kaitinimo; silicio nitrido keramikos valkšnumas aukštoje temperatūroje mažėja, o lėta plastinė deformacija yra maža veikiant aukštai temperatūrai ir fiksuotai apkrovai.
Be to, silicio nitrido keramika taip pat pasižymi dideliu savituoju stiprumu, dideliu savituoju režimu, dideliu šilumos laidumu, puikiomis elektrinėmis savybėmis ir kitais privalumais, todėl ji turi ypatingą pritaikymo vertę ekstremalioje aplinkoje, tokioje kaip aukšta temperatūra, didelis greitis, stipri korozinė terpė, ir yra laikoma viena perspektyviausių konstrukcinių keraminių medžiagų, skirtų plėtrai ir pritaikymui, ir dažnai tampa pirmuoju pasirinkimu daugelyje sričių, kurias reikia išbandyti.
Įrašo laikas: 2023 m. rugpjūčio 15 d.