Gốm sứ đặc biệt là loại gốm sứ có các tính chất cơ học, vật lý hoặc hóa học đặc biệt, nguyên liệu sử dụng và công nghệ sản xuất cần thiết khác biệt rất nhiều so với gốm sứ thông thường và quá trình phát triển. Theo đặc điểm và công dụng, gốm sứ đặc biệt có thể được chia thành hai loại: gốm sứ kết cấu và gốm sứ chức năng. Trong đó, gốm sứ kết cấu là loại gốm sứ có thể được sử dụng làm vật liệu kết cấu công trình, thường có độ bền cao, độ cứng cao, mô đun đàn hồi cao, khả năng chịu nhiệt cao, khả năng chống mài mòn, chống ăn mòn, chống oxy hóa, chống sốc nhiệt và các đặc tính khác.
Có nhiều loại gốm cấu trúc, mỗi loại đều có ưu điểm và nhược điểm riêng, hướng ứng dụng cũng khác nhau. Trong số đó, “gốm silicon nitride” được biết đến là loại gốm cấu trúc có hiệu năng toàn diện vượt trội nhờ sự cân bằng về mọi mặt, và có phạm vi ứng dụng cực kỳ rộng.
Ưu điểm của gốm sứ silicon nitride
Silic nitrua (Si3N4) có thể được chia thành các hợp chất liên kết cộng hóa trị, với đơn vị cấu trúc là tứ diện [SiN4]4. Vị trí cụ thể của các nguyên tử nitơ và silic có thể được thấy từ hình dưới đây: silic nằm ở tâm của tứ diện, và bốn đỉnh của tứ diện được chiếm bởi các nguyên tử nitơ, sau đó cứ ba tứ diện lại chia sẻ một nguyên tử, liên tục mở rộng trong không gian ba chiều. Cuối cùng, cấu trúc mạng lưới được hình thành. Nhiều tính chất của silic nitrua có liên quan đến cấu trúc tứ diện này.
Silic nitrua có ba cấu trúc tinh thể, đó là pha α, β và γ, trong đó pha α và β là hai dạng phổ biến nhất. Do các nguyên tử nitơ liên kết rất chặt chẽ, silic nitrua có độ bền cao, độ cứng cao và khả năng chịu nhiệt tốt, độ cứng có thể đạt HRA91~93; Độ cứng nhiệt tốt, có thể chịu được nhiệt độ cao 1300~1400℃; Phản ứng hóa học nhỏ với cacbon và các nguyên tố kim loại dẫn đến hệ số ma sát thấp; Nó có khả năng tự bôi trơn và do đó chống mài mòn; Khả năng chống ăn mòn mạnh, ngoài axit flohydric, nó không phản ứng với các axit vô cơ khác, cũng có khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao; Nó cũng có khả năng chịu sốc nhiệt tốt, làm lạnh đột ngột trong không khí rồi gia nhiệt đột ngột sẽ không bị vỡ; Hiện tượng rão của gốm silic nitrua giảm ở nhiệt độ cao, và biến dạng dẻo chậm nhỏ dưới tác động của nhiệt độ cao và tải trọng cố định.
Ngoài ra, gốm silicon nitride còn có độ bền riêng cao, độ cứng riêng cao, độ dẫn nhiệt cao, tính chất điện tuyệt vời và nhiều ưu điểm khác, do đó nó có giá trị ứng dụng đặc biệt trong môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ cao, tốc độ cao, môi trường ăn mòn mạnh, và được coi là một trong những vật liệu gốm cấu trúc triển vọng nhất để phát triển và ứng dụng, và thường trở thành lựa chọn hàng đầu trong nhiều ứng dụng cần được kiểm nghiệm.
Thời gian đăng bài: 15 tháng 8 năm 2023