Specjalna ceramika odnosi się do klasy ceramiki o specjalnych właściwościach mechanicznych, fizycznych lub chemicznych, surowce używane i wymagana technologia produkcji znacznie różnią się od zwykłej ceramiki i rozwoju. Zgodnie z cechami i zastosowaniami, specjalną ceramikę można podzielić na dwie kategorie: ceramikę konstrukcyjną i ceramikę funkcjonalną. Spośród nich, ceramika konstrukcyjna odnosi się do ceramiki, która może być stosowana jako inżynieryjne materiały konstrukcyjne, które na ogół mają wysoką wytrzymałość, wysoką twardość, wysoki moduł sprężystości, odporność na wysoką temperaturę, odporność na zużycie, odporność na korozję, odporność na utlenianie, odporność na szok termiczny i inne cechy.
Istnieje wiele rodzajów ceramiki konstrukcyjnej, ich zalet i wad, a kierunki zastosowań zalet i wad są różne. Wśród nich „ceramika azotku krzemu” ze względu na równowagę wydajności we wszystkich aspektach jest znana jako najbardziej doskonała wszechstronna wydajność w rodzinie ceramiki konstrukcyjnej i ma niezwykle szeroki zakres zastosowań.
Zalety ceramiki azotku krzemu
Azotek krzemu (Si3N4) można podzielić na związki kowalencyjne, z [SiN4] 4-tetraedrem jako jednostką strukturalną. Konkretne pozycje atomów azotu i krzemu można zobaczyć na poniższym rysunku, krzem znajduje się w środku tetraedru, a pozycje czterech wierzchołków tetraedru są zajęte przez atomy azotu, a następnie każdy z trzech tetraedrów dzieli jeden atom, stale rozszerzając się w przestrzeni trójwymiarowej. Na koniec powstaje struktura sieciowa. Wiele właściwości azotku krzemu jest związanych z tą tetraedryczną strukturą.
Istnieją trzy struktury krystaliczne azotku krzemu, które są fazami α, β i γ, z których fazy α i β są najczęstszymi formami azotku krzemu. Ponieważ atomy azotu są bardzo mocno połączone, azotek krzemu ma dobrą wysoką wytrzymałość, wysoką twardość i odporność na wysoką temperaturę, a twardość może osiągnąć HRA91~93; Dobra sztywność termiczna, może wytrzymać wysoką temperaturę 1300~1400℃; Mała reakcja chemiczna z węglem i elementami metalowymi prowadzi do niskiego współczynnika tarcia; Jest samosmarujący i dlatego odporny na zużycie; Odporność na korozję jest silna, oprócz kwasu fluorowodorowego, nie reaguje z innymi kwasami nieorganicznymi, wysoka temperatura ma również odporność na utlenianie; Ma również dobrą odporność na szok termiczny, ostre chłodzenie w powietrzu, a następnie ostre ogrzewanie nie będzie się kruszyć; Pełzanie ceramiki azotku krzemu zmniejsza się w wysokiej temperaturze, a powolne odkształcenie plastyczne jest niewielkie pod działaniem wysokiej temperatury i stałego obciążenia.
Ponadto ceramika azotku krzemu charakteryzuje się również wysoką wytrzymałością właściwą, wysokim trybem właściwym, wysoką przewodnością cieplną, doskonałymi właściwościami elektrycznymi i innymi zaletami, dzięki czemu ma szczególne zastosowanie w ekstremalnych warunkach, takich jak wysoka temperatura, duża prędkość, silnie korozyjne media. Uważa się ją za jeden z najbardziej obiecujących konstrukcyjnych materiałów ceramicznych do celów rozwojowych i zastosowań, często stając się pierwszym wyborem w wielu zastosowaniach, które wymagają przetestowania.
Czas publikacji: 15-08-2023