Keramik silikon nitrida—”pemimpin” di empat bidang utama
Silikon nitrida (Si3N4) adalah senyawa terikat kovalen yang terdiri dari silikon dan nitrogen. Ditemukan pada tahun 1857 dan diproduksi secara massal sebagai bahan keramik pada tahun 1955. Keramik silikon nitrida memiliki banyak keunggulan yang tidak dimiliki bahan logam dan bahan polimer, seperti tahan terhadap suhu tinggi (kekuatan lentur dapat mencapai lebih dari 350MPa pada 1200°C ), ketahanan terhadap korosi asam dan alkali, pelumasan sendiri, dll., dan banyak digunakan dalam industri dirgantara, pertahanan nasional, dan militer. , banyak digunakan di bidang mekanik.
Bidang mekanik
Keramik silikon nitrida terutama digunakan dalam industri permesinan sebagai katup, pipa, roda pengklasifikasi, dan alat pemotong keramik. Bola bantalan keramik silikon nitrida yang paling banyak digunakan adalah bola bantalan keramik silikon nitrida.
Bola bantalan silikon nitrida dapat berputar hingga 600.000 putaran per menit saat digunakan. Mereka terutama digunakan dalam spindel peralatan mesin presisi, bantalan berkecepatan tinggi untuk spindel listrik, mesin dirgantara, bantalan mesin mobil, dan bantalan peralatan lainnya.
Bola bantalan keramik silikon nitrida memiliki keunggulan luar biasa dibandingkan bola baja: kepadatan rendah, tahan suhu tinggi, pelumasan sendiri, dan ketahanan korosi. Sebagai benda yang berputar berkecepatan tinggi, bola keramik menghasilkan tekanan sentrifugal, dan silikon nitrida dengan kepadatan rendah mengurangi tekanan sentrifugal pada cincin luar benda yang berputar berkecepatan tinggi. Keramik Si3N4 padat juga menunjukkan ketangguhan patah yang tinggi, sifat modulus tinggi, dan sifat melumasi sendiri, serta mampu menahan berbagai keausan dengan sangat baik dan tahan terhadap lingkungan keras yang dapat menyebabkan bahan keramik lain retak, berubah bentuk, atau runtuh, termasuk suhu ekstrem, perbedaan suhu yang besar. , Vakum sangat tinggi. Bantalan silikon nitrida diharapkan dapat diterapkan secara luas di berbagai industri.
Bidang material transparan gelombang
Keramik silikon nitrida berpori memiliki kekuatan lentur yang relatif tinggi dan kepadatan yang lebih rendah, yang merupakan salah satu faktor kunci penerapannya di ruang angkasa. Ia juga tahan terhadap mulur (dibandingkan dengan logam), yang meningkatkan stabilitas struktur pada suhu tinggi. Bahan ini memiliki berbagai sifat tambahan, termasuk kekerasan, sifat elektromagnetik dan ketahanan termal, dan digunakan sebagai bahan transparan gelombang untuk membuat kubah rad dan jendela antena. Dengan berkembangnya industri pertahanan nasional, rudal berkembang menuju angka Mach tinggi, pita frekuensi lebar, multi mode dan panduan presisi. Keramik silikon nitrida dan material kompositnya memiliki sifat yang sangat baik seperti pelindung panas, transmisi gelombang, dan penahan beban, menjadikannya salah satu generasi baru material transparan gelombang berkinerja tinggi yang dipelajari.
Bidang semikonduktor
Selain sifat mekanik yang sangat baik, keramik silikon nitrida juga menunjukkan serangkaian sifat konduktivitas termal yang sangat baik, sehingga cocok untuk digunakan dalam bidang semikonduktor yang menuntut. Konduktivitas termal adalah kemampuan bawaan suatu bahan untuk mentransfer atau menghantarkan panas. Karena komposisi kimia dan struktur mikro silikon nitrida yang unik, ia memiliki sifat komprehensif yang sangat baik dibandingkan dengan keramik alumina dan keramik aluminium nitrida.
Bidang Biokeramik
Sebagai bahan biokeramik generasi baru, keramik silikon nitrida tidak hanya memiliki kualitas bahan keramik yang sangat baik, tetapi juga memiliki sifat radiografi yang baik, sifat anti infeksi, sifat biokompatibilitas dan sifat osseointegrasi.
Sifat luar biasa dari keramik silikon nitrida yang disebutkan di atas menjadikannya biomaterial yang ideal, dan digunakan dalam biosensor, tulang belakang, ortopedi, kedokteran gigi, dan implan lainnya.