സിലിക്കൺ നൈട്രൈഡ് - മികച്ച മൊത്തത്തിലുള്ള പ്രകടനമുള്ള ഘടനാപരമായ സെറാമിക്സ്

പ്രത്യേക മെക്കാനിക്കൽ, ഭൗതിക അല്ലെങ്കിൽ രാസ ഗുണങ്ങളുള്ള സെറാമിക്സിന്റെ ഒരു വിഭാഗത്തെയാണ് സ്പെഷ്യൽ സെറാമിക്സ് എന്ന് പറയുന്നത്, ഉപയോഗിക്കുന്ന അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളും ആവശ്യമായ ഉൽ‌പാദന സാങ്കേതികവിദ്യയും സാധാരണ സെറാമിക്സിൽ നിന്നും വികസനത്തിൽ നിന്നും വളരെ വ്യത്യസ്തമാണ്. സ്വഭാവസവിശേഷതകളും ഉപയോഗങ്ങളും അനുസരിച്ച്, പ്രത്യേക സെറാമിക്സിനെ രണ്ട് വിഭാഗങ്ങളായി തിരിക്കാം: ഘടനാപരമായ സെറാമിക്സ്, പ്രവർത്തനപരമായ സെറാമിക്സ്. അവയിൽ, ഘടനാപരമായ സെറാമിക്സ് എഞ്ചിനീയറിംഗ് ഘടനാപരമായ വസ്തുക്കളായി ഉപയോഗിക്കാവുന്ന സെറാമിക്സിനെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു, അവയ്ക്ക് സാധാരണയായി ഉയർന്ന ശക്തി, ഉയർന്ന കാഠിന്യം, ഉയർന്ന ഇലാസ്റ്റിക് മോഡുലസ്, ഉയർന്ന താപനില പ്രതിരോധം, വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധം, നാശന പ്രതിരോധം, ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിരോധം, താപ ഷോക്ക് പ്രതിരോധം, മറ്റ് സവിശേഷതകൾ എന്നിവയുണ്ട്.

ഘടനാപരമായ സെറാമിക്സുകളിൽ പലതരം ഗുണങ്ങളും ദോഷങ്ങളുമുണ്ട്, ഗുണങ്ങളുടെയും ദോഷങ്ങളുടെയും പ്രയോഗ ദിശ വ്യത്യസ്തമാണ്, അവയിൽ എല്ലാ വശങ്ങളിലെയും പ്രകടനത്തിന്റെ സന്തുലിതാവസ്ഥ കാരണം "സിലിക്കൺ നൈട്രൈഡ് സെറാമിക്സ്" ഘടനാപരമായ സെറാമിക്സ് കുടുംബത്തിലെ ഏറ്റവും മികച്ച സമഗ്ര പ്രകടനമായി അറിയപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ വളരെ വിപുലമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകളുമുണ്ട്.

സിലിക്കൺ നൈട്രൈഡ് സെറാമിക്സിന്റെ ഗുണങ്ങൾ

സിലിക്കൺ നൈട്രൈഡിനെ (Si3N4) കോവാലന്റ് ബോണ്ട് സംയുക്തങ്ങളായി വിഭജിക്കാം, [SiN4] 4-ടെട്രാഹെഡ്രോൺ ഘടനാപരമായ യൂണിറ്റാണ്. നൈട്രജന്റെയും സിലിക്കൺ ആറ്റങ്ങളുടെയും പ്രത്യേക സ്ഥാനങ്ങൾ താഴെയുള്ള ചിത്രത്തിൽ നിന്ന് കാണാൻ കഴിയും, സിലിക്കൺ ടെട്രാഹെഡ്രോണിന്റെ മധ്യത്തിലാണ്, ടെട്രാഹെഡ്രോണിന്റെ നാല് ലംബങ്ങളുടെ സ്ഥാനങ്ങൾ നൈട്രജൻ ആറ്റങ്ങളാൽ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു, തുടർന്ന് ഓരോ മൂന്ന് ടെട്രാഹെഡ്രോണും ഒരു ആറ്റം പങ്കിടുന്നു, ഇത് നിരന്തരം ത്രിമാന സ്ഥലത്ത് വ്യാപിക്കുന്നു. ഒടുവിൽ, നെറ്റ്‌വർക്ക് ഘടന രൂപപ്പെടുന്നു. സിലിക്കൺ നൈട്രൈഡിന്റെ പല ഗുണങ്ങളും ഈ ടെട്രാഹെഡ്രൽ ഘടനയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.

സിലിക്കൺ നൈട്രൈഡിന് മൂന്ന് സ്ഫടിക ഘടനകളുണ്ട്, അവ α, β, γ ഘട്ടങ്ങളാണ്, ഇതിൽ α, β ഘട്ടങ്ങളാണ് സിലിക്കൺ നൈട്രൈഡിന്റെ ഏറ്റവും സാധാരണമായ രൂപങ്ങൾ. നൈട്രജൻ ആറ്റങ്ങൾ വളരെ ദൃഢമായി സംയോജിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നതിനാൽ, സിലിക്കൺ നൈട്രൈഡിന് നല്ല ഉയർന്ന ശക്തിയും ഉയർന്ന കാഠിന്യവും ഉയർന്ന താപനില പ്രതിരോധവും ഉണ്ട്, കൂടാതെ കാഠിന്യം HRA91~93 ൽ എത്താൻ കഴിയും; നല്ല താപ കാഠിന്യം, 1300~1400℃ എന്ന ഉയർന്ന താപനിലയെ നേരിടാൻ കഴിയും; കാർബൺ, ലോഹ മൂലകങ്ങളുമായുള്ള ചെറിയ രാസപ്രവർത്തനം കുറഞ്ഞ ഘർഷണ ഗുണകത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു; ഇത് സ്വയം ലൂബ്രിക്കേറ്റ് ചെയ്യുന്നതും അതിനാൽ ധരിക്കുന്നതിനെ പ്രതിരോധിക്കുന്നതുമാണ്; നാശന പ്രതിരോധം ശക്തമാണ്, ഹൈഡ്രോഫ്ലൂറിക് ആസിഡിന് പുറമേ, ഇത് മറ്റ് അജൈവ ആസിഡുകളുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നില്ല, ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ഓക്സിഡേഷൻ പ്രതിരോധവുമുണ്ട്; ഇതിന് നല്ല താപ ഷോക്ക് പ്രതിരോധവുമുണ്ട്, വായുവിൽ മൂർച്ചയുള്ള തണുപ്പിക്കൽ, തുടർന്ന് മൂർച്ചയുള്ള ചൂടാക്കൽ തകരില്ല; ഉയർന്ന താപനിലയിൽ സിലിക്കൺ നൈട്രൈഡ് സെറാമിക്സിന്റെ ക്രീപ്പ് കുറയുന്നു, ഉയർന്ന താപനിലയുടെയും നിശ്ചിത ലോഡിന്റെയും പ്രവർത്തനത്തിൽ മന്ദഗതിയിലുള്ള പ്ലാസ്റ്റിക് രൂപഭേദം ചെറുതാണ്.

കൂടാതെ, സിലിക്കൺ നൈട്രൈഡ് സെറാമിക്സിന് ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ട ശക്തി, ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ട മോഡ്, ഉയർന്ന താപ ചാലകത, മികച്ച വൈദ്യുത ഗുണങ്ങൾ, മറ്റ് ഗുണങ്ങൾ എന്നിവയുണ്ട്, അതിനാൽ ഉയർന്ന താപനില, ഉയർന്ന വേഗത, ശക്തമായ നശിപ്പിക്കുന്ന മാധ്യമങ്ങൾ തുടങ്ങിയ അങ്ങേയറ്റത്തെ പരിതസ്ഥിതിയിൽ ഇതിന് പ്രത്യേക പ്രയോഗ മൂല്യമുണ്ട്, കൂടാതെ വികസനത്തിനും പ്രയോഗത്തിനുമുള്ള ഏറ്റവും വാഗ്ദാനമായ ഘടനാപരമായ സെറാമിക് വസ്തുക്കളിൽ ഒന്നായി ഇത് കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ പരീക്ഷിക്കേണ്ട പല ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലും പലപ്പോഴും ആദ്യ തിരഞ്ഞെടുപ്പായി മാറുന്നു.