Spesialkeramikk refererer til en klasse keramikk med spesielle mekaniske, fysiske eller kjemiske egenskaper. Råmaterialene som brukes og den nødvendige produksjonsteknologien er svært forskjellige fra vanlig keramikk og utvikling. I henhold til egenskapene og bruken kan spesialkeramikk deles inn i to kategorier: strukturell keramikk og funksjonell keramikk. Blant disse refererer strukturell keramikk til keramikk som kan brukes som tekniske strukturmaterialer, som generelt har høy styrke, høy hardhet, høy elastisitetsmodul, høy temperaturbestandighet, slitestyrke, korrosjonsbestandighet, oksidasjonsmotstand, termisk sjokkmotstand og andre egenskaper.
Det finnes mange typer strukturelle keramikk, fordeler og ulemper, og bruksretningene for fordeler og ulemper er forskjellige. Blant disse er "silisiumnitridkeramikk" på grunn av balansen i ytelse på alle måter kjent som den mest fremragende omfattende ytelsen i den strukturelle keramikkfamilien, og har et ekstremt bredt spekter av bruksområder.
Fordeler med silisiumnitridkeramikk
Silisiumnitrid (Si3N4) kan deles inn i kovalente bindingsforbindelser, med [SiN4] 4-tetraeder som strukturell enhet. De spesifikke posisjonene til nitrogen- og silisiumatomene kan sees fra figuren nedenfor. Silisium er i sentrum av tetraederet, og posisjonene til fire hjørner av tetraederet er okkupert av nitrogenatomer. Hvert tredje tetraeder deler ett atom og strekker seg konstant i et tredimensjonalt rom. Til slutt dannes nettverksstrukturen. Mange av egenskapene til silisiumnitrid er relatert til denne tetraederstrukturen.
Silisiumnitrid har tre krystallinske strukturer: α-, β- og γ-faser, hvorav α- og β-faser er de vanligste formene for silisiumnitrid. Fordi nitrogenatomene er svært fast bundet, har silisiumnitrid god høy styrke, høy hardhet og høy temperaturbestandighet, og hardheten kan nå HRA91~93; God termisk stivhet, tåler høye temperaturer på 1300~1400 ℃; En liten kjemisk reaksjon med karbon og metallelementer fører til lav friksjonskoeffisient; Den er selvsmørende og derfor slitesterk; Korrosjonsbestandigheten er sterk, i tillegg til flussyre reagerer den ikke med andre uorganiske syrer, og høy temperatur har også oksidasjonsbestandighet; Den har også god termisk sjokkmotstand, skarp avkjøling i luften og deretter skarp oppvarming vil ikke smuldre; Krypingen til silisiumnitridkeramikk avtar ved høy temperatur, og den langsomme plastiske deformasjonen er liten under påvirkning av høy temperatur og fast belastning.
I tillegg har silisiumnitridkeramikk også høy spesifikk styrke, høy spesifikk modus, høy termisk ledningsevne, utmerkede elektriske egenskaper og andre fordeler, så den har spesiell anvendelsesverdi i ekstreme miljøer som høy temperatur, høy hastighet, sterkt korrosive medier, og regnes som et av de mest lovende strukturelle keramiske materialene for utvikling og anvendelse, og blir ofte førstevalget i mange applikasjoner som må testes.
Publisert: 15. august 2023