Jelenleg a kerámia anyagokat egyre gyakrabban használják a vas- és színesfémkohászatban, az üvegiparban és a tűzálló anyagok iparában. Egyedülálló tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik a termelés különböző területeinek fejlesztését. A legígéretesebb kerámiaanyag a szilícium-nitrid. Ez a jövő szubsztanciája, aminek köszönhetően a különféle technológiai gyártások újjáépülnek. Például, mint az aranybányászat és mindenféle feldolgozó üzem.
Mi ez az anyag?
A szilícium-nitrid egy egyedülálló kerámiaanyag, amelyet számos iparágban alkalmaznak. A nem oxidos kerámiák csoportjába tartozik, mert nem tartalmaz oxigénatomot.
Szilícium-nitrid képlete: Si3N4.
Struktúra
Mikroszerkezet Si3N4 olyan mikrorudak, amelyek hengeres kristályokat képeznek. Ez a tulajdonság alapvetően fontosnak bizonyult a különféle öntöttvas típusok, különösen a kerámiabetéteket tartalmazó öntöttvas feldolgozása során. Különböző fémek forgácsolóanyagként történő felhasználása esetén a sebesség nem olyan gyors, mint amennyi szükséges, ezért sokféle vágófolyadékot kell használni. A szilícium-nitrid elképesztő szerkezetének köszönhetően öntöttvas forgácsolására való alkalmazása azt eredményezi, hogy kenőfolyadékok nélkül is lehet maximális sebességet elérni. Egyedülálló összetételének köszönhetően ez az anyag nagy ütésállósággal rendelkezik, ami azt jelenti, hogy az anyag nagy ütésállósággal rendelkezik.
Fogadás
Ez a vegyület többféleképpen is előállítható. Az egyik a kémiai kicsapás, amelyet 700 és 900 °C közötti hőmérsékleten hajtanak végre. Ezzel a módszerrel egy vegyületet kapunk amorf formában, amely dielektrikum. Ebben az esetben az anyag lehetséges hidrogéntartalma akár 8% is lehet. Ebben az esetben a nitrogén- és a szilíciumatom hidrogénkötést hozhat létre az amorf csapadékban lévő hidrogénnel. A hidrogénatomok mennyisége függ attól a hőmérséklettől, amelyen a leválasztás történt, valamint a kiindulási anyagok arányától a gázelegyben.
A legmagasabb anyagtartalom akkor jelenik meg, ha a szilícium-nitrid alacsony hőmérsékleten és magas ammóniakoncentráció mellett rakódik le a gázelegyben. Ha a folyamatot egy kisaz ammónia és a diklórszilán aránya, az anyag kellően nagy mennyiségű szilíciumot tartalmaz összetételében, ami elégtelen dielektromos tulajdonságok kialakulásához vezet. Az elektromossággal szembeni ellenállás Si3N4 az előállítás hőmérsékleti viszonyaitól is függ.
A szilícium-nitrid előállítása egy összetett folyamat, amelyben számos körülményt kell figyelembe venni, hogy a termék megfeleljen a követelményeknek. Tekintettel arra, hogy milyen fontos területeken alkalmazható, felelősségteljesen kell megközelíteni a lerakás feltételeit.
A szilícium-nitrid tulajdonságai
Ez az anyag egyedülálló fizikai és fizikai-kémiai tulajdonságokkal rendelkező anyag.
Az egyik legfontosabb jellemző, hogy ennek az anyagnak alacsony a sűrűsége és a legnagyobb az ütési szilárdsága, ami lehetővé teszi a szilícium-nitrid anyagok könnyű csapágyak golyóiként való felhasználását.
Ez az anyag hőálló. Használható 1300°C-on oxidáló atmoszférában és 1600°C-on semleges atmoszférában. Ezek a tulajdonságok különféle ipari alkalmazásokban, például hegesztési eljárásokban is fontosak.
Alkalmazás
Egyedülálló tulajdonságainak köszönhetően a szilícium-nitridet széles körben használják a feldolgozóipar különböző területein. Ez az anyag a legnagyobb jelentőségű a vasipar számára, mintvágószerszámként használva hogyan növelheti a folyamat sebességét, valamint megtagadhatja a hűtő- és kenőanyagok használatát.
Ezen kívül a különböző atmoszférákban tapasztalható nagy hőállóság miatt a Si3N4 különféle anyagok hegesztésénél használatos. A tribológiai tulajdonságok egyedülálló kombinációja miatt a szilícium-nitridből golyókat készítenek különféle típusú csapágyakhoz.
