Asta in ceramica al nitruro di silicio Si3N4 resistente alle alte temperature con durezza 18 Gpa e resistenza alla corrosione

Elaborazione personalizzata Parti in ceramica di nitruro di silicio resistenti alle alte temperature Si3N4

Grazie alla loro eccellente resistenza all’usura, alla corrosione, alle alte temperature e alle proprietà di bassa densità, i materiali ceramici sono riconosciuti come uno dei nuovi materiali più vivaci del 21° secolo. Sono classificati insieme ai materiali metallici, ai materiali polimerici e ai materiali compositi come i quattro materiali tecnici contemporanei.

I materiali ceramici sono suddivisi in ceramica tradizionale e ceramica avanzata in base alle prestazioni e all'utilizzo. Le ceramiche avanzate differiscono significativamente dalle ceramiche tradizionali in termini di materie prime, struttura e tecniche di preparazione. Anche le loro prestazioni variano considerevolmente, con materiali ceramici avanzati che superano le moderne leghe di alta qualità e i materiali polimerici in alcune proprietà.

Il nitruro di silicio (Si3N4) contiene tre forme cristalline, di cui due comuni: α-Si3N4 (cristalli aghiformi, bianchi o biancastri) e β-Si3N4 (poliedro granulare denso, di colore più scuro o prisma corto). Entrambe sono strutture esagonali.

• Proprietà termiche: sostanza refrattaria ad alta temperatura senza punto di fusione, si decompone a circa 1900°C sotto pressione normale
• Forte resistenza al creep ad alta pressione
• Il punto di rammollimento della reazione del nitruro di silicio sinterizzato senza legante può raggiungere 1800°C
• Buona conduttività termica
• Piccolo coefficiente di dilatazione termica
• Eccellenti prestazioni di isolamento elettrico con coefficiente dielettrico ridotto e alta tensione di rottura

• Resistenza all'ossidazione: non reagisce con l'ossigeno in atmosfera secca al di sotto di 800°C
• Resistenza alla corrosione dei metalli fusi: resiste alle infiltrazioni e alla corrosione causata dai metalli elementari (eccetto il rame)
• Resistenza alla corrosione acida, alcalina e salina: solubile in acido fluoridrico, ma resistente agli acidi diluiti

• Eccellente resistenza alle alte temperature con attenuazione minima a 1200°C rispetto alla resistenza a temperatura ambiente
• Tasso di creep alle alte temperature molto basso dovuto a forti legami covalenti
• Elevata durezza, seconda solo ai materiali superduri come il diamante, il BN cubico e il B4C
• Basso coefficiente di attrito con proprietà autolubrificanti simili alle superfici metalliche oliate

Il nitruro di silicio sinterizzato viene utilizzato principalmente nell'industria automobilistica come materiale per i componenti del motore. Le applicazioni includono pastiglie bilancieri a minore usura nei motori ad accensione comandata, turbocompressori per ridurre l'inerzia e il ritardo del motore e valvole di controllo dei gas di scarico per una migliore accelerazione.

Le ceramiche al nitruro di silicio offrono un'eccellente resistenza agli urti rispetto ad altre ceramiche. I cuscinetti a sfere in nitruro di silicio vengono utilizzati in applicazioni ad alte prestazioni, tra cui i motori principali dello Space Shuttle della NASA, cuscinetti automobilistici di fascia alta, cuscinetti industriali, turbine eoliche e varie attrezzature sportive.

Il nitruro di silicio monolitico sfuso funge da materiale per utensili da taglio grazie alla sua durezza, stabilità termica e resistenza all'usura. Particolarmente consigliato per la lavorazione ad alta velocità di ghisa, acciaio duro e leghe a base di nichel.

Utilizzati come isolanti e barriere chimiche nella produzione di circuiti integrati, forniscono isolamento elettrico e fungono da maschere di incisione. Superiore al biossido di silicio come strato di passivazione per microchip grazie alle migliori proprietà di barriera alla diffusione contro le molecole d'acqua e gli ioni di sodio.