Cerâmicas especiais referem-se a uma classe de cerâmicas com propriedades mecânicas, físicas ou químicas especiais. As matérias-primas utilizadas e a tecnologia de produção necessária são muito diferentes das cerâmicas comuns e seu desenvolvimento. De acordo com suas características e aplicações, as cerâmicas especiais podem ser divididas em duas categorias: cerâmicas estruturais e cerâmicas funcionais. Entre elas, cerâmicas estruturais referem-se a cerâmicas que podem ser utilizadas como materiais estruturais de engenharia, apresentando, em geral, alta resistência, alta dureza, alto módulo de elasticidade, alta resistência à temperatura, resistência ao desgaste, resistência à corrosão, resistência à oxidação e resistência ao choque térmico, entre outras características.
Existem muitos tipos de cerâmicas estruturais, vantagens e desvantagens, e a direção da aplicação das vantagens e desvantagens são diferentes, entre as quais a “cerâmica de nitreto de silício”, devido ao equilíbrio de desempenho em todos os aspectos, é conhecida como o desempenho abrangente mais excelente na família de cerâmicas estruturais e tem uma gama extremamente ampla de aplicações.
Vantagens da cerâmica de nitreto de silício
O nitreto de silício (Si3N4) pode ser dividido em compostos com ligações covalentes, tendo o tetraedro [SiN4] como unidade estrutural. As posições específicas dos átomos de nitrogênio e silício podem ser vistas na figura abaixo: o silício está no centro do tetraedro e as posições dos quatro vértices do tetraedro são ocupadas por átomos de nitrogênio. Cada três tetraedros compartilha um átomo, estendendo-se constantemente no espaço tridimensional. Finalmente, a estrutura de rede é formada. Muitas das propriedades do nitreto de silício estão relacionadas a essa estrutura tetraédrica.
Existem três estruturas cristalinas de nitreto de silício, que são as fases α, β e γ, das quais as fases α e β são as formas mais comuns de nitreto de silício. Como os átomos de nitrogênio são muito firmemente combinados, o nitreto de silício tem boa alta resistência, alta dureza e resistência a altas temperaturas, e a dureza pode atingir HRA91~93; Boa rigidez térmica, pode suportar a alta temperatura de 1300~1400℃; Pequena reação química com elementos de carbono e metal leva a um baixo coeficiente de atrito; É autolubrificante e, portanto, resistente ao desgaste; A resistência à corrosão é forte, além do ácido fluorídrico, não reage com outros ácidos inorgânicos, a alta temperatura também tem resistência à oxidação; Também tem boa resistência ao choque térmico, resfriamento rápido no ar e, em seguida, aquecimento rápido não se desintegrará; A fluência da cerâmica de nitreto de silício diminui em alta temperatura, e a deformação plástica lenta é pequena sob a ação de alta temperatura e carga fixa.
Além disso, a cerâmica de nitreto de silício também tem alta resistência específica, alto modo específico, alta condutividade térmica, excelentes propriedades elétricas e outras vantagens, por isso tem valor de aplicação especial em ambientes extremos, como alta temperatura, alta velocidade, meios corrosivos fortes, e é considerada um dos materiais cerâmicos estruturais mais promissores para desenvolvimento e aplicação, e frequentemente se torna a primeira escolha em muitas aplicações que precisam ser testadas.
Data de publicação: 15 de agosto de 2023