氮化硅陶瓷
氮化硅在19世纪中叶被发现,但由于其共价键的性质,使其不易制造。氮化硅陶瓷是一种具有高强度、断裂韧性、硬度、耐磨性和良好的化学和热稳定性的先进工程陶瓷。氮化硅是一种多晶复合材料,由嵌入无定形或部分结晶玻璃相基质中的氮化硅晶粒(单晶)组成。它们的性质不仅取决于氮化硅单晶的固有性质,而且在很大程度上取决于氮化硅晶粒的尺寸和形态,以及氮化硅晶界处玻璃相的体积分数和化学性质。Si3N4具有出色的机械、热和物理化学特性,可用于传统和高度创新的解决方案。Si3N4重量轻、抗弯强度高、耐磨性好,以及能够承受最恶劣的环境,使Si3N4成为不锈钢、碳化钨、氧化物基等传统材料的可靠替代品,有时甚至是唯一的替代品陶瓷。
致好陶瓷氮化硅陶瓷加工产品展示氮化硅陶瓷在行业中有那些应用?
汽车行业
烧结氮化硅的主要应用之一是在汽车工业中作为发动机零件的材料。这些包括,在柴油发动机中,用于更快启动的电热塞;预燃室可实现更低的排放、更快的启动和更低的噪音;涡轮增压器可减少发动机滞后和排放。在火花点火发动机中,氮化硅用于降低磨损的摇臂垫,用于降低惯性和减少发动机滞后的涡轮增压器涡轮,以及用于增加加速的废气控制阀。作为生产水平的例子,估计每年生产超过,台烧结氮化硅涡轮增压器。
致好陶瓷氮化硅陶瓷定位块产品展示轴承
氮化硅轴承既是全陶瓷轴承,也是陶瓷混合轴承,球体为陶瓷,座圈为钢。与其他陶瓷相比,氮化硅陶瓷具有良好的抗震性。因此,氮化硅陶瓷制成的滚珠轴承用于高性能轴承。一个有代表性的例子是在NASA航天飞机的主发动机中使用氮化硅轴承。由于氮化硅滚珠轴承比金属硬,这减少了与轴承轨道的接触。与传统金属轴承相比,这可减少80%的摩擦、延长3到10倍的使用寿命、提高80%的速度、减轻60%的重量、在润滑不足的情况下运行的能力、更高的耐腐蚀性和更高的运行温度。氮化硅球的重量比碳化钨球轻79%。氮化硅球轴承可用于高端汽车轴承、工业轴承、风力涡轮机、赛车运动、自行车、旱冰鞋和滑板.氮化硅轴承在腐蚀或电场或磁场禁止使用金属的应用中特别有用,例如在潮汐流量计中,其中海水侵蚀是一个问题,或在电场探测器中。
氮化硅陶瓷轴承高温材料
氮化硅长期以来一直用于高温应用。特别是,它被确定为少数能够承受氢/氧火箭发动机产生的严重热冲击和热梯度的整体陶瓷材料之一。为了在复杂的配置中展示这种能力,NASA科学家使用先进的快速原型制作技术制造了一英寸直径的单件式燃烧室/喷嘴(推进器)组件。推进器用氢/氧推进剂进行了热火测试,并经过了五个循环,包括一个5分钟循环到°C材料温度的循环。
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医疗行业
氮化硅有许多骨科应用。]该材料也是用于脊柱融合装置的PEEK(聚醚醚酮)和钛的替代品。与PEEK和钛相比,氮化硅的亲水性、微纹理表面有助于提高材料的强度、耐用性和可靠性。这种材料的某些组合物具有抗菌、抗真菌或抗病毒特性。
金属加工和切削工具
由于其硬度、热稳定性和耐磨性,块状、单片氮化硅被用作切削工具的材料。特别推荐用于铸铁的高速加工。热硬度、断裂韧性和抗热震性意味着烧结氮化硅可以切割铸铁、硬钢和镍基合金,其表面速度比传统材料(如碳化钨)快25倍。切削工具对制造业产出产生了巨大影响。例如,与传统的碳化钨刀具相比,使用氮化硅刀片对灰口铸铁进行面铣使切削速度提高了一倍,刀具寿命从每刃一个零件增加到六个零件,并将刀片的平均成本降低了50%。
电子行业
氮化硅通常用作集成电路制造中的绝缘体和化学屏障,以电隔离不同的结构或在体微加工中用作蚀刻掩模。作为微芯片的钝化层,它优于二氧化硅,因为它对水分子和钠离子(微电子学中腐蚀和不稳定性的两个主要来源)具有明显更好的扩散屏障。它还用作模拟芯片电容器中多晶硅层之间的电介质。
氮化硅陶瓷基板基片产品展示