Siliciumnitride keramisch laspositioneringsblok gebruikt voor elektronische apparaten

       Siliciumnitride keramisch laspositioneringsblok gebruikt voor elektronische apparaten en textielmachines

1 .Beschrijvingen:

Siliciumnitride (Si3N4) keramiek is een anorganische niet-metaalverbinding met sterke covalente bindingen.De fundamentele structurele eenheid is een tetraëder.Het siliciumatoom bevindt zich in het midden van de tetraëder en de vier stikstofatomen bevinden zich op de vier hoekpunten van de tetraëder.De vorm van vier tetraëders die één siliciumatoom delen, vormt een continue en sterke netwerkstructuur in een driedimensionale ruimte.Veel eigenschappen van siliciumnitride zijn te danken aan de speciale structuur.Daarom is de bindingskracht tussen stikstofatomen en siliciumatomen in de Si3N4-structuur erg sterk.Als structureel keramiek op hoge temperatuur staat het bekend als de "allround kampioen" in keramische materialen.

Siliciumnitride (Si3N4) bevat drie kristalvormen en twee kristalvormen komen vaak voor.De ene is α-Si3N4, naaldachtig kristal, dat wit of gebroken wit is, en de andere is β-Si3N4, dat donkerder van kleur is en een dicht korrelig veelvlak of kort prisma is.Beide zijn zeshoekig.

Een langere stapelvolgorde leidt tot een hogere hardheid van de α-fase dan de β-fase.De α-fase is echter chemisch onstabiel in vergelijking met de β-fase.Dus bij de hoge temperatuur van de vloeibare fase gaat de α-fase altijd over in de β-fase.Daarom is β-Si3N4 de belangrijkste vorm die wordt gebruikt in keramiek van siliciumnitride.

2 .Prestatiekenmerken van siliciumnitridematerialen

A .Fysische eigenschappen van siliciumnitride:

a .Thermische eigenschappen: Het is een vuurvaste substantie op hoge temperatuur zonder smeltpunt.Het ontleedt bij ongeveer 1900°C onder normale druk.Het heeft een sterke kruipweerstand onder hoge druk.Het verwekingspunt van reactie gesinterd siliciumnitride zonder bindmiddel kan oplopen tot 1800°C;

b .Goede thermische geleidbaarheid;

c .Kleine thermische uitzettingscoëfficiënt;

d .Goede elektrische isolatieprestaties, kleine diëlektrische coëfficiënt, hoge doorslagspanning.

B .Chemische eigenschappen van siliciumnitride:

a .Oxidatieweerstand: Het reageert niet met zuurstof in een droge atmosfeer onder 800 °C;

b .Gesmolten metaalcorrosieweerstand: siliciumnitride infiltreert en tast de elementaire metaalsmelt niet aan (behalve koper);

c .Weerstand tegen zuur-, alkali- en zoutcorrosie: gemakkelijk oplosbaar in fluorwaterstofzuur en niet effectief met verdund zuur.

C. Mechanische eigenschappen van siliciumnitride:

a .Hoge temperatuursterkte is goed, en de hoge temperatuursterkte bij 1200°C heeft weinig verzwakking in vergelijking met de sterkte bij kamertemperatuur.Bovendien is de kruipsnelheid bij hoge temperaturen erg laag.Deze worden bepaald door de aard van sterke covalente bindingen;

b .Hoge hardheid, op de tweede plaats na enkele superharde materialen zoals diamant, kubieke BN en B4C;

c .De wrijvingscoëfficiënt is klein en zelfsmerend, wat vergelijkbaar is met het metalen oppervlak met olie.

3 .Toepassing van siliciumnitridekeramiek

Auto-industrie: De belangrijkste toepassing van gesinterd siliciumnitride is in de auto-industrie als materiaal voor motoronderdelen.In motoren met vonkontsteking wordt siliciumnitride gebruikt voor minder slijtage van de tuimelblokken, turbochargers voor minder traagheid en minder motorvertraging, en regelkleppen voor uitlaatgassen voor meer acceleratie.

Lagers: In vergelijking met ander keramiek heeft siliciumnitridekeramiek een goede slagvastheid.Daarom worden kogellagers van siliciumnitride-keramiek gebruikt in prestatielagers.Een representatief voorbeeld is het gebruik van siliciumnitridelagers in de hoofdmotoren van NASA's spaceshuttles.Omdat siliciumnitride kogellagers harder zijn dan metaal, vermindert dit het contact met de lagerbaan.Siliciumnitride kogellagers zijn te vinden in hoogwaardige autolagers, industriële lagers, windturbines, motorsport, fietsen, rolschaatsen en skateboards.

Materialen op hoge temperatuur: Siliciumnitride wordt al lang gebruikt in toepassingen bij hoge temperaturen.Het werd met name geïdentificeerd als een van de weinige monolithische keramische materialen die in staat zijn om de ernstige thermische schokken en thermische gradiënten te overleven die worden gegenereerd in waterstof / zuurstof-raketmotoren.

Medisch: Siliciumnitride heeft veel orthopedische toepassingen.Het materiaal is ook een alternatief voor PEEK (polyetheretherketon) en titanium dat wordt gebruikt in apparaten voor spinale fusie.Vergeleken met PEEK en titanium draagt ​​het hydrofiele, microgestructureerde oppervlak van siliciumnitride bij aan de sterkte, duurzaamheid en betrouwbaarheid van het materiaal.