Блок позиционирования заварки нитрида кремния керамический используемый для электронных приборов

       Блок позиционирования заварки нитрида кремния керамический используемый для электронных приборов и машинного оборудования ткани

1 .Описания:

Керамика из нитрида кремния (Si3N4) представляет собой неорганическое неметаллическое соединение с сильными ковалентными связями.Его основной структурной единицей является тетраэдр.Атом кремния расположен в центре тетраэдра, а четыре атома азота расположены в четырех вершинах тетраэдра.Форма четырех тетраэдров, разделяющих один атом кремния, образует непрерывную и прочную сетчатую структуру в трехмерном пространстве.Многие свойства нитрида кремния обусловлены его особой структурой.Поэтому сила связи между атомами азота и атомами кремния в структуре Si3N4 очень велика.Как высокотемпературная конструкционная керамика, она известна как «абсолютный чемпион» среди керамических материалов.

Нитрид кремния (Si3N4) содержит три кристаллические формы, и обычно встречаются две кристаллические формы.Один из них представляет собой α-Si3N4, игольчатый кристалл белого или почти белого цвета, а другой представляет собой β-Si3N4, более темный по цвету и представляющий собой плотный зернистый многогранник или короткую призму.Оба шестиугольные.

Более длинный порядок укладки приводит к более высокой твердости α-фазы, чем β-фазы.Однако α-фаза химически нестабильна по сравнению с β-фазой.Таким образом, при высокой температуре жидкой фазы α-фаза всегда переходит в β-фазу.Поэтому β-Si3N4 является основной формой, используемой в керамике нитрида кремния.

2 .Эксплуатационные характеристики материалов из нитрида кремния

А .Физические свойства нитрида кремния:

а .Термические свойства: Это высокотемпературное тугоплавкое вещество без температуры плавления.Он разлагается при температуре около 1900°C при нормальном давлении.Обладает сильным сопротивлением ползучести под высоким давлением.Температура размягчения реакционно спеченного нитрида кремния без связующего вещества может достигать 1800°C;

б .Хорошая теплопроводность;

в.Малый коэффициент теплового расширения;

д .Хорошая электрическая изоляция, малый коэффициент диэлектрической проницаемости, высокое напряжение пробоя.

Б .Химические свойства нитрида кремния:

а .Стойкость к окислению: не реагирует с кислородом в сухой атмосфере при температуре ниже 800 °C;

б .Стойкость к коррозии расплавленного металла: нитрид кремния не проникает и не разъедает расплав элементарного металла (кроме меди);

в.Устойчивость к кислотной, щелочной и солевой коррозии: легко растворяется в плавиковой кислоте и неэффективна в разбавленной кислоте.

C. Механические свойства нитрида кремния:

а .Прочность при высоких температурах хорошая, а прочность при 1200°C имеет небольшое затухание по сравнению с прочностью при комнатной температуре.Кроме того, его скорость ползучести при высоких температурах очень низкая.Они определяются характером прочных ковалентных связей;

б .Высокая твердость, уступающая только нескольким сверхтвердым материалам, таким как алмаз, кубический BN и B4C;

в.Коэффициент трения небольшой и самосмазывающийся, что похоже на металлическую поверхность с маслом.

3 .Применение керамики нитрида кремния

Автомобильная промышленность: спеченный нитрид кремния в основном применяется в автомобильной промышленности в качестве материала для деталей двигателя.В двигателях с искровым зажиганием нитрид кремния используется для уменьшения износа коромысла, турбонагнетателей для снижения инерции и уменьшения задержки двигателя, а также клапанов управления отработавшими газами для увеличения ускорения.

Подшипники: по сравнению с другой керамикой, керамика из нитрида кремния обладает хорошей ударопрочностью.Поэтому шарикоподшипники из керамики на основе нитрида кремния используются в подшипниках с высокими эксплуатационными характеристиками.Типичным примером является использование подшипников из нитрида кремния в основных двигателях космических кораблей НАСА.Поскольку шарикоподшипники из нитрида кремния тверже металла, это уменьшает контакт с дорожкой подшипника.Шариковые подшипники из нитрида кремния можно найти в высококачественных автомобильных подшипниках, промышленных подшипниках, ветряных турбинах, автоспорте, велосипедах, роликовых коньках и скейтбордах.

Высокотемпературные материалы: нитрид кремния уже давно используется в высокотемпературных приложениях.В частности, он был идентифицирован как один из немногих монолитных керамических материалов, способных выдерживать сильные тепловые удары и температурные градиенты, возникающие в водородно-кислородных ракетных двигателях.

Медицина: нитрид кремния имеет множество ортопедических применений.Этот материал также является альтернативой PEEK (полиэфирэфиркетону) и титану, используемым в устройствах для спондилодеза.По сравнению с PEEK и титаном, гидрофильная микроструктурированная поверхность нитрида кремния способствует прочности, долговечности и надежности материала.