Ceramica specială se referă la o clasă de ceramică cu proprietăți mecanice, fizice sau chimice speciale, ale cărei materii prime utilizate și tehnologia de producție necesară sunt foarte diferite de ceramica obișnuită și de dezvoltarea acesteia. Conform caracteristicilor și utilizărilor, ceramica specială poate fi împărțită în două categorii: ceramică structurală și ceramică funcțională. Printre acestea, ceramica structurală se referă la ceramica care poate fi utilizată ca materiale structurale inginerești, care are în general rezistență ridicată, duritate ridicată, modul de elasticitate ridicat, rezistență la temperaturi ridicate, rezistență la uzură, rezistență la coroziune, rezistență la oxidare, rezistență la șocuri termice și alte caracteristici.
Există multe tipuri de ceramică structurală, cu avantaje și dezavantaje, iar direcția de aplicare a avantajelor și dezavantajelor este diferită, printre care „ceramica de nitrură de siliciu”, datorită echilibrului de performanță în toate aspectele, este cunoscută ca fiind cea mai excelentă performanță cuprinzătoare din familia ceramicii structurale și are o gamă extrem de largă de aplicații.
Avantajele ceramicii cu nitrură de siliciu
Nitrura de siliciu (Si3N4) poate fi împărțită în compuși cu legături covalente, cu [SiN4] 4-tetraedrul ca unitate structurală. Pozițiile specifice ale atomilor de azot și siliciu pot fi observate din figura de mai jos: siliciul se află în centrul tetraedrului, iar pozițiile celor patru vârfuri ale tetraedrului sunt ocupate de atomi de azot, iar fiecare trei tetraedre au în comun câte un atom, extinzându-se constant în spațiul tridimensional. În final, se formează structura de rețea. Multe dintre proprietățile nitrurii de siliciu sunt legate de această structură tetraedrică.
Există trei structuri cristaline ale nitrurii de siliciu: fazele α, β și γ, dintre care fazele α și β sunt cele mai comune forme de nitrură de siliciu. Deoarece atomii de azot sunt foarte strâns combinați, nitrura de siliciu are o rezistență ridicată bună, duritate ridicată și rezistență la temperaturi ridicate, iar duritatea poate ajunge la HRA91~93; Rigiditate termică bună, poate rezista la temperaturi ridicate de 1300~1400℃; Reacții chimice mici cu elementele de carbon și metalice duc la un coeficient de frecare scăzut; Este autolubrifiantă și, prin urmare, rezistentă la uzură; Rezistența la coroziune este puternică, pe lângă acidul fluorhidric, nu reacționează cu alți acizi anorganici, având și rezistență la oxidare la temperaturi ridicate; De asemenea, are o rezistență bună la șocuri termice, răcirea bruscă în aer și apoi încălzirea bruscă nu se vor sfărâma; Fluajul ceramicii de nitrură de siliciu scade la temperaturi ridicate, iar deformarea plastică lentă este mică sub acțiunea temperaturii ridicate și a sarcinii fixe.
În plus, ceramica de nitrură de siliciu are, de asemenea, o rezistență specifică ridicată, un mod specific ridicat, o conductivitate termică ridicată, proprietăți electrice excelente și alte avantaje, deci are o valoare specială de aplicare în medii extreme, cum ar fi temperaturi ridicate, viteze mari, medii puternic corozive și este considerată a fi unul dintre cele mai promițătoare materiale ceramice structurale pentru dezvoltare și aplicare, devenind adesea prima alegere în multe aplicații care trebuie testate.
Data publicării: 15 august 2023