سيراميك نيتريد السيليكون – “الرائد” في أربعة مجالات رئيسية

نيتريد السيليكون (Si3N4) هو مركب مرتبط تساهميًا يتكون من السيليكون والنيتروجين. تم اكتشافه في عام 1857 وتم إنتاجه بكميات كبيرة كمادة خزفية بحلول عام 1955. يتمتع سيراميك نيتريد السيليكون بالعديد من المزايا التي لا تتمتع بها المواد المعدنية ومواد البوليمر، مثل مقاومة درجات الحرارة العالية (يمكن أن تصل قوة الانحناء إلى أكثر من 350 ميجا باسكال عند 1200 درجة مئوية). ) ، مقاومة التآكل الحمضي والقلوي، التشحيم الذاتي، وما إلى ذلك، وتستخدم على نطاق واسع في مجال الطيران والدفاع الوطني والصناعات العسكرية. ، تستخدم على نطاق واسع في المجال الميكانيكي.

المجال الميكانيكي

يستخدم سيراميك نيتريد السيليكون بشكل رئيسي في صناعة الآلات مثل الصمامات والأنابيب وعجلات التصنيف وأدوات قطع السيراميك. كرات تحمل السيراميك نيتريد السيليكون الأكثر استخدامًا هي كرات تحمل السيراميك نيتريد السيليكون.

يمكن أن تدور الكرات التي تحمل نيتريد السيليكون ما يصل إلى 600000 دورة في الدقيقة أثناء الاستخدام. وهي تستخدم بشكل رئيسي في مغازل الأدوات الآلية الدقيقة، والمحامل عالية السرعة للمغازل الكهربائية، ومحركات الطيران، ومحامل محركات السيارات، ومحامل المعدات الأخرى.

تتميز الكرات المحامل الخزفية من نيتريد السيليكون بمزايا رائعة مقارنة بالكرات الفولاذية: كثافة منخفضة، مقاومة درجات الحرارة العالية، التشحيم الذاتي، ومقاومة التآكل. كجسم دوار عالي السرعة، تولد الكرة الخزفية إجهادًا بالطرد المركزي، كما أن الكثافة المنخفضة لنتريد السيليكون تقلل من إجهاد الطرد المركزي على الحلقة الخارجية للجسم الدوار عالي السرعة. يُظهر السيراميك الكثيف Si3N4 أيضًا صلابة عالية للكسر، وخصائص معامل عالية وخصائص تشحيم ذاتي، ويمكنه مقاومة مجموعة متنوعة من التآكل بشكل ممتاز وتحمل البيئات القاسية التي قد تتسبب في تشقق المواد الخزفية الأخرى أو تشوهها أو انهيارها، بما في ذلك درجات الحرارة القصوى والاختلافات الكبيرة في درجات الحرارة. , فراغ عالي جدًا. من المتوقع أن تجد محامل نيتريد السيليكون تطبيقًا واسعًا في مختلف الصناعات.

مجال المواد الشفافة الموجية

يتمتع سيراميك نيتريد السيليكون المسامي بقوة انثناء عالية نسبيًا وكثافة أقل، وهو أحد العوامل الرئيسية لتطبيقه في الفضاء الجوي. كما أنه مقاوم للزحف (مقارنة بالمعادن)، مما يحسن ثبات الهيكل عند درجات الحرارة المرتفعة. تتمتع هذه المادة بمجموعة متنوعة من الخصائص الإضافية، بما في ذلك الصلابة والخواص الكهرومغناطيسية والمقاومة الحرارية، وتستخدم كمادة شفافة للموجة لصنع قباب الرادار ونوافذ الهوائيات. مع تطور صناعة الدفاع الوطنية، تتطور الصواريخ نحو عدد ماخ عالي، ونطاق ترددي واسع، وتوجيه متعدد الأوضاع ودقيق. يتمتع سيراميك نيتريد السيليكون والمواد المركبة بخصائص ممتازة مثل الحماية من الحرارة ونقل الموجات وتحمل الأحمال، مما يجعلها واحدة من الجيل الجديد من المواد عالية الأداء والشفافة الموجية التي تمت دراستها.

مجال أشباه الموصلات

بالإضافة إلى الخواص الميكانيكية الممتازة، تعرض سيراميك نيتريد السيليكون أيضًا مجموعة من خصائص التوصيل الحراري الممتازة، مما يجعلها مناسبة للاستخدام في مجال أشباه الموصلات المتطلب. الموصلية الحرارية هي القدرة الكامنة للمادة على نقل أو توصيل الحرارة. نظرًا للتركيب الكيميائي الفريد والبنية المجهرية لنتريد السيليكون، فإنه يتمتع بخصائص شاملة ممتازة مقارنة بسيراميك الألومينا وسيراميك نيتريد الألومنيوم.

مجال السيراميك الحيوي

كجيل جديد من مواد السيراميك الحيوي، لا يتمتع سيراميك نيتريد السيليكون بالصفات الممتازة للمواد الخزفية فحسب، بل يتمتع أيضًا بخصائص إشعاعية جيدة وخصائص مضادة للعدوى وخصائص التوافق الحيوي وخصائص الاندماج العظمي.

الخصائص الممتازة المذكورة أعلاه لسيراميك نيتريد السيليكون تجعله مادة حيوية مثالية، ويستخدم في أجهزة الاستشعار الحيوية والعمود الفقري وجراحة العظام وطب الأسنان وغيرها من عمليات زرع الأسنان.