Cerâmica de nitreto de silício – a “líder” em quatro campos principais

O nitreto de silício (Si3N4) é um composto ligado covalentemente composto de silício e nitrogênio. Foi descoberto em 1857 e produzido em massa como material cerâmico em 1955. A cerâmica de nitreto de silício tem muitas vantagens que os materiais metálicos e poliméricos não possuem, como resistência a altas temperaturas (a resistência à flexão pode atingir mais de 350 MPa a 1200 ° C ), resistência à corrosão ácida e alcalina, autolubrificação, etc., e são amplamente utilizados nas indústrias aeroespacial, de defesa nacional e militar. , amplamente utilizado no campo mecânico.

Campo mecânico

As cerâmicas de nitreto de silício são utilizadas principalmente na indústria de máquinas como válvulas, tubos, rodas de classificação e ferramentas de corte de cerâmica. As esferas de rolamento de cerâmica de nitreto de silício mais amplamente utilizadas são as esferas de rolamento de cerâmica de nitreto de silício.

As esferas de rolamento de nitreto de silício podem girar até 600.000 rotações por minuto durante o uso. Eles são usados ​​principalmente em fusos de máquinas-ferramenta de precisão, rolamentos de alta velocidade para fusos elétricos, motores aeroespaciais, rolamentos de motores de automóveis e outros rolamentos de equipamentos.

As esferas de rolamento de cerâmica de nitreto de silício têm excelentes vantagens em comparação com as esferas de aço: baixa densidade, resistência a altas temperaturas, autolubrificação e resistência à corrosão. Como um corpo giratório de alta velocidade, a bola de cerâmica gera tensão centrífuga e a baixa densidade do nitreto de silício reduz a tensão centrífuga no anel externo do corpo giratório de alta velocidade. A cerâmica Si3N4 densa também apresenta alta tenacidade à fratura, propriedades de alto módulo e propriedades autolubrificantes, e pode resistir excelentemente a uma variedade de desgaste e suportar ambientes agressivos que podem causar rachaduras, deformações ou colapso de outros materiais cerâmicos, incluindo temperaturas extremas, grandes diferenças de temperatura. , Ultra alto vácuo. Espera-se que os rolamentos de nitreto de silício encontrem ampla aplicação em vários setores.

Campo de materiais transparentes às ondas

As cerâmicas porosas de nitreto de silício apresentam resistência à flexão relativamente alta e menor densidade, o que é um dos fatores-chave para sua aplicação na indústria aeroespacial. Também é resistente à fluência (em comparação com os metais), o que melhora a estabilidade da estrutura em altas temperaturas. Este material possui uma variedade de propriedades adicionais, incluindo dureza, propriedades eletromagnéticas e resistência térmica, e é usado como material transparente às ondas para fazer radomes e janelas de antenas. Com o desenvolvimento da indústria de defesa nacional, os mísseis estão se desenvolvendo em direção a um alto número Mach, ampla banda de frequência, multimodo e orientação de precisão. A cerâmica de nitreto de silício e seus materiais compósitos têm excelentes propriedades, como proteção térmica, transmissão de ondas e suporte de carga, tornando-os uma da nova geração de materiais transparentes às ondas de alto desempenho estudados.

 

Campo semicondutor

Além de excelentes propriedades mecânicas, as cerâmicas de nitreto de silício também apresentam uma gama de excelentes propriedades de condutividade térmica, tornando-as adequadas para uso no exigente campo de semicondutores. A condutividade térmica é a capacidade inerente de um material de transferir ou conduzir calor. Devido à composição química e microestrutura únicas do nitreto de silício, ele possui excelentes propriedades abrangentes em comparação com a cerâmica de alumina e a cerâmica de nitreto de alumínio.

 

Campo de biocerâmica

Como uma nova geração de materiais biocerâmicos, a cerâmica de nitreto de silício não só possui as excelentes qualidades dos materiais cerâmicos, mas também possui boas propriedades radiográficas, propriedades anti-infecciosas, propriedades de biocompatibilidade e propriedades de osseointegração.

As excelentes propriedades da cerâmica de nitreto de silício mencionadas acima a tornam um biomaterial ideal, sendo utilizada em biossensores, coluna, ortopedia, odontologia e outros implantes.