Si3N4 siliciumnitride keramische staafonderdelen bestand tegen hoge temperaturen

       Aangepaste verwerking Si3N4 hittebestendige siliciumnitride keramische staafonderdelen

1 .Beschrijvingen:

Vanwege de uitstekende slijtvastheid, corrosieweerstand, hoge temperatuurbestendigheid, lage dichtheid en andere eigenschappen, worden keramische materialen erkend als een van de levendige nieuwe materialen in de 21e eeuw.Het wordt vermeld als de vier hedendaagse technische materialen naast metalen materialen, polymeermaterialen en composietmaterialen.

Volgens prestaties en gebruik worden keramische materialen onderverdeeld in traditioneel keramiek en geavanceerd keramiek.Geavanceerde keramiek en traditionele keramiek zijn significant verschillend qua grondstoffen, structuur en bereidingstechnieken.De prestaties van de twee zijn ook heel verschillend.Geavanceerde keramische materialen overtreffen moderne hoogwaardige legeringen en polymeermaterialen in bepaalde eigenschappen ver.Daarom heeft het een breed scala aan toepassingswaarde en potentieel in verschillende industriële gebieden, zoals de aardolie-, chemische, staal-, elektronica-, textiel- en auto-industrie, evenals geavanceerde technologiegebieden zoals ruimtevaart, nucleaire industrie en militaire industrie.

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.

Metalen snijgereedschappen: Bulk monolithisch siliciumnitride wordt gebruikt als materiaal voor snijgereedschappen vanwege de hardheid, thermische stabiliteit en slijtvastheid.Speciaal aanbevolen voor het bewerken van gietijzer met hoge snelheid.Hete hardheid, breuktaaiheid en thermische schokbestendigheid zorgen ervoor dat gesinterd siliciumnitride gietijzer, hard staal en legeringen op nikkelbasis kan snijden.

Elektronica: vaak gebruikt als isolatoren en chemische barrières bij de vervaardiging van geïntegreerde schakelingen om verschillende structuren elektrisch te isoleren of als etsmaskers bij grootschalige microbewerkingen.Als passiveringslaag voor microchips is het superieur aan siliciumdioxide omdat het een aanzienlijk betere diffusiebarrière vormt voor watermoleculen en natriumionen, twee belangrijke bronnen van corrosie en instabiliteit in micro-elektronica.

Kern koperdraad stroomkabel, elke kern heeft een individuele gekleurde isolatiemantel, alles in een buitenste beschermende mantel.Hang strengen isolator-isolatoren (verticale lijnen van schijven) op hoogspanningsophangtorens.