Специјалната керамика се однесува на класа керамика со посебни механички, физички или хемиски својства, чии суровини што се користат и потребната технологија на производство се значително различни од обичната керамика и нивниот развој. Според карактеристиките и употребата, специјалната керамика може да се подели во две категории: структурна керамика и функционална керамика. Меѓу нив, структурната керамика се однесува на керамика што може да се користи како инженерски структурни материјали, кои генерално имаат висока цврстина, висока тврдост, висок модул на еластичност, отпорност на високи температури, отпорност на абење, отпорност на корозија, отпорност на оксидација, отпорност на термички шок и други карактеристики.
Постојат многу видови на структурна керамика, предности и недостатоци, а насоката на примена на предностите и недостатоците е различна, меѓу кои „силициум нитридна керамика“ поради рамнотежата на перформансите во сите аспекти, е позната како најдобра сеопфатна изведба во семејството на структурна керамика и има исклучително широк спектар на апликации.
Предности на силициум нитридната керамика
Силициум нитридот (Si3N4) може да се подели на соединенија со ковалентна врска, со [SiN4] 4-тетраедар како структурна единица. Специфичните позиции на атомите на азот и силициум може да се видат од сликата подолу, силициумот е во центарот на тетраедарот, а позициите на четирите темиња на тетраедарот се окупирани од атоми на азот, а потоа на секои три тетраедари делат по еден атом, постојано протегајќи се во тридимензионален простор. Конечно, се формира мрежната структура. Многу од својствата на силициум нитридот се поврзани со оваа тетраедарска структура.
Постојат три кристални структури на силициум нитрид, кои се α, β и γ фази, од кои α и β фазите се најчестите форми на силициум нитрид. Бидејќи атомите на азот се многу цврсто споени, силициум нитридот има добра висока цврстина, висока тврдост и отпорност на високи температури, а тврдоста може да достигне HRA91~93; Добра термичка цврстина, може да издржи висока температура од 1300~1400℃; Мала хемиска реакција со јаглеродни и метални елементи доведува до низок коефициент на триење; Самоподмачкува и затоа е отпорен на абење; Отпорноста на корозија е силна, покрај флуороводородната киселина, не реагира со други неоргански киселини, висока температура има и отпорност на оксидација; Исто така, има добра отпорност на термички шок, нагло ладење во воздух, а потоа нагло загревање нема да се распадне; Потеклото на керамиката од силициум нитрид се намалува на висока температура, а бавната пластична деформација е мала под дејство на висока температура и фиксно оптоварување.
Покрај тоа, силициум нитридната керамика има и висока специфична цврстина, висок специфичен режим, висока топлинска спроводливост, одлични електрични својства и други предности, па затоа има посебна примена вредност во екстремни средини како што се висока температура, голема брзина, силни корозивни медиуми и се смета за еден од најперспективните структурни керамички материјали за развој и примена, и често станува прв избор во многу апликации кои треба да се тестираат.
Време на објавување: 15 август 2023 година