Специальная керамика относится к классу керамики с особыми механическими, физическими или химическими свойствами, используемое сырье и требуемая технология производства значительно отличаются от обычной керамики и разработки. В соответствии с характеристиками и применением, специальная керамика может быть разделена на две категории: структурная керамика и функциональная керамика. Среди них структурная керамика относится к керамике, которая может использоваться в качестве инженерных конструкционных материалов, которые, как правило, обладают высокой прочностью, высокой твердостью, высоким модулем упругости, высокой термостойкостью, износостойкостью, коррозионной стойкостью, стойкостью к окислению, стойкостью к тепловому удару и другими характеристиками.
Существует множество видов конструкционной керамики, их преимущества и недостатки, а также направления применения преимуществ и недостатков различны, среди которых «керамика на основе нитрида кремния» из-за баланса характеристик во всех аспектах известна как наиболее превосходная по комплексным характеристикам в семействе конструкционной керамики и имеет чрезвычайно широкий спектр применения.
Преимущества керамики на основе нитрида кремния
Нитрид кремния (Si3N4) можно разделить на соединения с ковалентной связью, с [SiN4] 4-тетраэдром в качестве структурной единицы. Конкретные положения атомов азота и кремния можно увидеть на рисунке ниже, кремний находится в центре тетраэдра, а позиции четырех вершин тетраэдра заняты атомами азота, а затем каждые три тетраэдра делят один атом, постоянно расширяясь в трехмерном пространстве. Наконец, формируется сетевая структура. Многие свойства нитрида кремния связаны с этой тетраэдрической структурой.
Существует три кристаллические структуры нитрида кремния, которые являются α, β и γ фазами, из которых α и β фазы являются наиболее распространенными формами нитрида кремния. Поскольку атомы азота очень прочно соединены, нитрид кремния имеет хорошую высокую прочность, высокую твердость и высокую термостойкость, а твердость может достигать HRA91 ~ 93; Хорошая термическая жесткость, может выдерживать высокую температуру 1300 ~ 1400 ℃; Небольшая химическая реакция с углеродом и металлическими элементами приводит к низкому коэффициенту трения; Он является самосмазывающимся и, следовательно, устойчив к износу; Коррозионная стойкость высокая, в дополнение к плавиковой кислоте, он не реагирует с другими неорганическими кислотами, высокая температура также имеет стойкость к окислению; Он также имеет хорошую термостойкость, резкое охлаждение на воздухе, а затем резкий нагрев не будет крошиться; Ползучесть керамики из нитрида кремния уменьшается при высокой температуре, а медленная пластическая деформация невелика под действием высокой температуры и фиксированной нагрузки.
Кроме того, керамика из нитрида кремния также обладает высокой удельной прочностью, высокой удельной модой, высокой теплопроводностью, превосходными электрическими свойствами и другими преимуществами, поэтому она имеет особую ценность для применения в экстремальных условиях, таких как высокие температуры, высокие скорости, сильные коррозионные среды, и считается одним из наиболее перспективных конструкционных керамических материалов для разработки и применения, и часто становится первым выбором во многих приложениях, требующих испытаний.
Время публикации: 15-авг-2023