Céramiques de nitrure de silicium, « leader » dans quatre domaines majeurs
Le nitrure de silicium (Si3N4) est un composé lié par covalence composé de silicium et d’azote. Il a été découvert en 1857 et a été produit en masse comme matériau céramique en 1955. Les céramiques de nitrure de silicium présentent de nombreux avantages que les matériaux métalliques et polymères n’ont pas, comme la résistance aux températures élevées (la résistance à la flexion peut atteindre plus de 350 MPa à 1 200 °C). ), résistance à la corrosion acide et alcaline, autolubrification, etc., et sont largement utilisés dans les industries aérospatiale, de la défense nationale et militaire. , largement utilisé dans le domaine mécanique.
Domaine mécanique
Les céramiques de nitrure de silicium sont principalement utilisées dans l’industrie des machines comme vannes, tuyaux, roues de classification et outils de coupe en céramique. Les billes de roulement en céramique de nitrure de silicium les plus utilisées sont les billes de roulement en céramique de nitrure de silicium.
Les billes de roulement en nitrure de silicium peuvent tourner jusqu’à 600 000 tours par minute pendant leur utilisation. Ils sont principalement utilisés dans les broches de machines-outils de précision, les roulements à grande vitesse pour les broches électriques, les moteurs aérospatiaux, les roulements de moteurs automobiles et d’autres roulements d’équipement.
Les billes de roulement en céramique de nitrure de silicium présentent des avantages exceptionnels par rapport aux billes en acier : faible densité, résistance aux températures élevées, autolubrification et résistance à la corrosion. En tant que corps rotatif à grande vitesse, la bille en céramique génère une contrainte centrifuge et la faible densité de nitrure de silicium réduit la contrainte centrifuge sur la bague extérieure du corps rotatif à grande vitesse. Les céramiques denses Si3N4 présentent également une ténacité élevée, des propriétés de module élevées et des propriétés autolubrifiantes, et peuvent parfaitement résister à diverses usures et supporter des environnements difficiles qui peuvent provoquer la fissuration, la déformation ou l’effondrement d’autres matériaux céramiques, y compris des températures extrêmes et de grandes différences de température. , Ultra vide poussé. Les roulements en nitrure de silicium devraient trouver de nombreuses applications dans diverses industries.
Domaine des matériaux transparents aux ondes
Les céramiques poreuses de nitrure de silicium ont une résistance à la flexion relativement élevée et une densité plus faible, ce qui est l’un des facteurs clés de leur application dans l’aérospatiale. Il est également résistant au fluage (par rapport aux métaux), ce qui améliore la stabilité de la structure à haute température. Ce matériau possède diverses propriétés supplémentaires, notamment la dureté, les propriétés électromagnétiques et la résistance thermique, et est utilisé comme matériau transparent aux ondes pour fabriquer des radômes et des fenêtres d’antenne. Avec le développement de l’industrie de défense nationale, les missiles évoluent vers un nombre de Mach élevé, une large bande de fréquences, un guidage multimode et précis. Les céramiques de nitrure de silicium et leurs matériaux composites possèdent d’excellentes propriétés telles que la protection thermique, la transmission des ondes et la portance, ce qui en fait l’une des nouvelles générations de matériaux transparents aux ondes hautes performances étudiées.
Domaine des semi-conducteurs
En plus d’excellentes propriétés mécaniques, les céramiques de nitrure de silicium présentent également une gamme d’excellentes propriétés de conductivité thermique, ce qui les rend adaptées à une utilisation dans le domaine exigeant des semi-conducteurs. La conductivité thermique est la capacité inhérente d’un matériau à transférer ou à conduire la chaleur. En raison de la composition chimique et de la microstructure uniques du nitrure de silicium, il possède d’excellentes propriétés complètes par rapport aux céramiques d’alumine et aux céramiques de nitrure d’aluminium.
Domaine biocéramique
En tant que nouvelle génération de matériaux biocéramiques, les céramiques de nitrure de silicium possèdent non seulement les excellentes qualités des matériaux céramiques, mais possèdent également de bonnes propriétés radiographiques, anti-infectieuses, de biocompatibilité et d’ostéointégration.
Les excellentes propriétés mentionnées ci-dessus de la céramique de nitrure de silicium en font un biomatériau idéal et elle est utilisée dans les biocapteurs, la colonne vertébrale, l’orthopédie, la dentisterie et d’autres implants.