Elaborazione personalizzata Si3N4 Parti di asta in ceramica al nitruro di silicio resistenti alle alte temperature
1 .Descrizioni:
Grazie alla sua eccellente resistenza all'usura, resistenza alla corrosione, resistenza alle alte temperature, bassa densità e altre proprietà, i materiali ceramici sono riconosciuti come uno dei nuovi materiali vibranti del 21° secolo.È elencato come i quattro materiali ingegneristici contemporanei accanto a materiali metallici, materiali polimerici e materiali compositi.
In base alle prestazioni e all'utilizzo, i materiali ceramici si dividono in ceramiche tradizionali e ceramiche avanzate.La ceramica avanzata e la ceramica tradizionale sono significativamente diverse in termini di materie prime, struttura e tecniche di preparazione.Anche le prestazioni dei due sono molto diverse.I materiali ceramici avanzati superano di gran lunga le moderne leghe di alta qualità e i materiali polimerici in determinate proprietà.Pertanto, ha un'ampia gamma di valore applicativo e potenziale in vari settori industriali, come l'industria petrolifera, chimica, siderurgica, elettronica, tessile e automobilistica, nonché in campi tecnologici all'avanguardia come l'aerospaziale, l'industria nucleare e l'industria militare.
Il nitruro di silicio (Si3N4) contiene tre forme cristalline e due forme cristalline sono comuni.Uno è α-Si3N4, cristallo aghiforme, che è bianco o biancastro, e l'altro è β-Si3N4, che è di colore più scuro ed è un denso poliedro granulare o prisma corto.Entrambi sono esagonali.
Un ordine di impilamento più lungo porta a una maggiore durezza della fase α rispetto alla fase β.Tuttavia, la fase α è chimicamente instabile rispetto alla fase β.Quindi all'alta temperatura della fase liquida, la fase α si trasforma sempre nella fase β.Pertanto, β-Si3N4 è la forma principale utilizzata nelle ceramiche al nitruro di silicio.
2 .Caratteristiche prestazionali dei materiali in nitruro di silicio
UN .Proprietà fisiche del nitruro di silicio:
un .Proprietà termiche: è una sostanza refrattaria ad alta temperatura senza punto di fusione.Si decompone a circa 1900°C sotto pressione normale.Ha una forte resistenza allo scorrimento sotto alta pressione.Il punto di rammollimento del nitruro di silicio sinterizzato di reazione senza legante può arrivare fino a 1800°C;
b .Buona conducibilità termica;
c .Piccolo coefficiente di dilatazione termica;
d .Buone prestazioni di isolamento elettrico, piccolo coefficiente dielettrico, alta tensione di rottura.
B .Proprietà chimiche del nitruro di silicio:
un .Resistenza all'ossidazione: non reagisce con l'ossigeno in atmosfera secca al di sotto di 800 °C;
b .Resistenza alla corrosione del metallo fuso: il nitruro di silicio non si infiltra e non corrode il metallo fuso elementare (tranne il rame);
c .Resistenza alla corrosione acida, alcalina e salina: facilmente solubile in acido fluoridrico e inefficace con acido diluito.
C. Proprietà meccaniche del nitruro di silicio:
un .La resistenza alle alte temperature è buona e la resistenza alle alte temperature a 1200°C ha poca attenuazione rispetto alla resistenza a temperatura ambiente.Inoltre, il suo tasso di scorrimento ad alta temperatura è molto basso.Questi sono determinati dalla natura dei forti legami covalenti;
b .Elevata durezza, seconda solo a pochi materiali superduri come diamante, BN cubico e B4C;
c .Il coefficiente di attrito è piccolo e autolubrificante, che è simile alla superficie metallica con olio.
3 .Applicazione di ceramiche al nitruro di silicio
Industria automobilistica: l'applicazione principale del nitruro di silicio sinterizzato è nell'industria automobilistica come materiale per parti di motori.Nei motori ad accensione comandata, il nitruro di silicio viene utilizzato per cuscinetti bilancieri a minore usura, turbocompressori per una minore inerzia e minor ritardo del motore e valvole di controllo dei gas di scarico per una maggiore accelerazione.
Cuscinetti: rispetto ad altre ceramiche, le ceramiche al nitruro di silicio hanno una buona resistenza agli urti.Pertanto, i cuscinetti a sfere in ceramica al nitruro di silicio vengono utilizzati nei cuscinetti ad alte prestazioni.Un esempio rappresentativo è l'utilizzo di cuscinetti in nitruro di silicio nei motori principali delle navette spaziali della NASA.Poiché i cuscinetti a sfere in nitruro di silicio sono più duri del metallo, ciò riduce il contatto con la pista del cuscinetto.I cuscinetti a sfera in nitruro di silicio possono essere trovati in cuscinetti automobilistici di fascia alta, cuscinetti industriali, turbine eoliche, sport motoristici, biciclette, pattini a rotelle e skateboard.
Utensili da taglio in metallo: il nitruro di silicio monolitico sfuso viene utilizzato come materiale per utensili da taglio grazie alla sua durezza, stabilità termica e resistenza all'usura.Particolarmente indicato per la lavorazione ad alta velocità della ghisa.Durezza a caldo, tenacità alla frattura e resistenza agli shock termici significano che il nitruro di silicio sinterizzato può tagliare ghisa, acciaio duro e leghe a base di nichel.
Elettronica: spesso utilizzata come isolanti e barriere chimiche nella produzione di circuiti integrati per isolare elettricamente diverse strutture o come maschere di incisione nella microlavorazione di massa.Come strato di passivazione per microchip, è superiore al biossido di silicio perché è una barriera di diffusione significativamente migliore per le molecole d'acqua e gli ioni di sodio, due principali fonti di corrosione e instabilità nella microelettronica.
Cavo di alimentazione in filo di rame con anima, ogni anima ha una guaina isolante colorata individuale, il tutto contenuto all'interno di una guaina protettiva esterna.Sospendere stringhe di isolatori isolanti (linee verticali di dischi) su torri di sospensione ad alta tensione.