Silicon nitride - ang materyal ng hinaharap na may mga natatanging katangian

2024 May -akda: Angel Austin | [email protected]. Huling binago: 2024-01-02 17:57

Sa kasalukuyan, ang mga ceramic na materyales ay lalong ginagamit sa ferrous at non-ferrous na metalurhiya, salamin at refractory na industriya. Mayroon silang mga natatanging katangian na nagbibigay-daan sa iyo upang mapabuti ang iba't ibang mga lugar ng produksyon. Ang pinaka-promising na ceramic na materyal ay silicon nitride. Ito ang sangkap ng hinaharap, salamat sa kung saan ang iba't ibang mga teknolohikal na produksyon ay itinayong muli. Halimbawa, gaya ng industriya ng pagmimina ng ginto at lahat ng uri ng mga planta sa pagpoproseso.

Ano ang sangkap na ito?

Ang Silicon nitride ay isang natatanging ceramic material na nakikita ang paggamit nito sa maraming industriya. Ito ay kabilang sa pangkat ng mga non-oxide ceramics dahil hindi ito naglalaman ng mga atomo ng oxygen.

Silicon nitride formula: Si₃N_4.

Structure

Ang

Microstructure Si₃N_{4 ay mga microrod na bumubuo ng mga cylindrical na kristal. Ang ari-arian na ito ay naging pangunahing mahalaga sa pagproseso ng iba't ibang uri ng cast iron, lalo na ang mga naglalaman ng mga ceramic insert. Kapag gumagamit ng iba't ibang mga metal bilang mga materyales sa pagputol, ang bilis ay hindi kasing bilis ng kinakailangan, kaya kinakailangan na gumamit ng iba't ibang mga cutting fluid. Dahil sa kamangha-manghang istraktura ng silicon nitride, ang paggamit nito para sa pagputol ng cast iron ay nagreresulta sa katotohanan na posible na makamit ang pinakamataas na bilis nang hindi nangangailangan ng mga lubricating fluid. Dahil sa kakaibang komposisyon nito, ang materyal na ito ay may mataas na lakas ng epekto, na nangangahulugan na ang sangkap ay may mataas na pagtutol sa epekto.}

Matanggap

May iba't ibang paraan para makuha ang tambalang ito. Ang isa sa mga ito ay kemikal na pag-ulan, na isinasagawa sa mga temperatura mula 700 hanggang 900 °C. Kapag ginagamit ang pamamaraang ito, ang isang tambalan ay nakuha sa isang amorphous form, na isang dielectric. Sa kasong ito, ang posibleng nilalaman ng hydrogen sa materyal na ito ay maaaring hanggang sa 8%. Sa kasong ito, ang mga atomo ng nitrogen at silikon ay maaaring bumuo ng mga bono ng hydrogen na may hydrogen na nakapaloob sa amorphous precipitate. Mayroong pagdepende sa nilalaman ng mga atomo ng hydrogen sa temperatura kung saan isinagawa ang pagtitiwalag, gayundin sa ratio ng mga paunang sangkap sa pinaghalong gas.

Ang pinakamataas na nilalaman ng substance ay lilitaw kung ang silicon nitride ay idineposito sa mababang temperatura at sa mataas na konsentrasyon ng ammonia sa gaseous mixture. Kung ang proseso ay isinasagawa sa isang maliitang ratio ng ammonia sa dichlorosilane, ang materyal ay magsasama ng isang sapat na malaking halaga ng silikon sa komposisyon nito, na humahantong sa pagbuo ng hindi sapat na mga katangian ng dielectric. Ang paglaban sa kuryente Si₃N_{4 ay depende rin sa mga kondisyon ng temperatura kung saan ito ginagawa.}

Ang Silicon nitride production ay isang kumplikadong proseso kung saan dapat isaalang-alang ang iba't ibang kundisyon upang matugunan ng produkto ang mga kinakailangan. Dahil sa mga mahahalagang lugar kung saan makikita ang aplikasyon nito, kinakailangan na responsableng lapitan ang mga kondisyon para sa pag-deposito.

Mga katangian ng silicon nitride

Ang materyal na ito ay isang substance na may natatanging katangiang pisikal at physico-chemical.

Isa sa pinakamahalagang feature ay ang substance na ito ay may mababang density at pinakamataas na lakas ng epekto, na humahantong sa posibilidad ng paggamit ng mga materyales ng silicon nitride bilang mga bola para sa light bearings.

Ang materyal na ito ay lumalaban sa init. Magagamit ito sa 1300°C sa isang oxidizing na kapaligiran at sa 1600°C sa isang neutral na kapaligiran. Ang mga katangiang ito ay mahalaga din para sa paggamit sa iba't ibang pang-industriya na aplikasyon gaya ng mga proseso ng welding.

Application

Dahil sa mga natatanging katangian nito, ang silicon nitride ay malawakang ginagamit sa iba't ibang larangan ng industriya ng pagproseso. Ang materyal na ito ay ang pinakamalaking kahalagahan para sa industriya ng bakal, bilangkung paano, gamit ito bilang mga tool sa pagputol, maaari mong pataasin ang bilis ng proseso, pati na rin tanggihan ang paggamit ng mga coolant at lubricant.

Bukod dito, dahil sa mataas na heat resistance sa iba't ibang atmospheres, ang Si₃N_{4 ay ginagamit sa welding ng iba't ibang materyales. Dahil sa kakaibang kumbinasyon ng mga katangian ng tribological, ginagamit ang silicon nitride para gumawa ng mga bola para sa iba't ibang uri ng bearings.}