سرامیک های نیترید سیلیکون با عملکرد بالا برای نیازهای صنعتی، سختی بالا و عایق حرارتی

سرامیک های نیترید سیلیکون با عملکرد بالا برای نیازهای صنعتی: سختی بالا و عایق حرارتی

مقدمه
سرامیک نیترید سیلیکون (Si₃N₄) یک ماده سرامیکی پیشرفته با عملکرد بالا است که با تف جوشی در دمای بالا پودر نیترید سیلیکون تولید می شود. این ماده به دلیل ترکیبی منحصر به فرد از خواص، از جمله سختی بسیار بالا، چقرمگی شکست عالی، عایق حرارتی عالی (هدایت حرارتی کم) و مقاومت در برابر شوک حرارتی قابل توجه، مشهور است. این ماده در محیط های شدید عالی عمل می کند و آن را به انتخابی ایده آل برای رفع نیازهای مربوط به مقاومت در برابر سایش، عایق حرارتی و کاهش وزن در بسیاری از زمینه های صنعتی پیشرفته تبدیل می کند.

کاربردها
با بهره گیری از خواص سختی و عایق حرارتی، سرامیک های نیترید سیلیکون به طور گسترده در بخش های مختلف فناوری پیشرفته استفاده می شوند:

• اجزای عایق با دمای بالا: به عنوان آسترهای عایق کوره و لوله های محافظ ترموکوپل در صنایع متالورژی و شیشه استفاده می شود و به طور موثر تلفات حرارتی را کاهش می دهد و در برابر دماهای بالا مقاومت می کند.

• کاربردهای آب بندی مقاوم در برابر سایش: به عنوان حلقه های آب بندی مکانیکی برای پمپ ها، به ویژه در محیط های با دمای بالا و بسیار خورنده عمل می کنند، جایی که سختی و مقاومت در برابر سایش آنها طول عمر و قابلیت اطمینان را تضمین می کند.

• هوافضا: در اجزای موتور و آسترهای محفظه احتراق استفاده می شود و از مقاومت در برابر دمای بالا، عایق حرارتی و خواص وزن سبک (در مقایسه با فلزات) آنها استفاده می شود.

• صنعت الکترونیک: به عنوان پاروها و غلتک ها در کوره های انتشار و تجهیزات CVD برای تولید نیمه هادی ها استفاده می شود، جایی که خلوص بالا و عایق حرارتی آنها از آلودگی و انتقال حرارت جلوگیری می کند.

• حفاظت نظامی: در زره شفاف و سرامیک های بالستیک استفاده می شود، زیرا سختی بالای آنها به طور موثر در برابر ضربه مقاومت می کند.

مزایا

1. سختی بالا و مقاومت در برابر سایش: سختی ویکرز بالا، که فقط در چند ماده وجود دارد، با مقاومت در برابر سایش بسیار عالی و عمر طولانی.

2. عایق حرارتی عالی (هدایت حرارتی کم): هدایت حرارتی بسیار کمتر از فلزات است و آن را به یک ماده عایق با دمای بالا عالی تبدیل می کند که به طور موثر انتقال حرارت را مسدود می کند، باعث صرفه جویی در انرژی و کاهش مصرف می شود.

3. استحکام بالا و چقرمگی بالا: چقرمگی شکست چندین برابر سرامیک های آلومینا است، با مقاومت عالی در برابر شوک مکانیکی و شوک حرارتی، و کمتر مستعد شکستگی شکننده است.

4. مقاومت در برابر دمای بالا و خوردگی: استحکام خود را در دماهای بالا تا 1200 درجه سانتیگراد حفظ می کند و مقاومت خوبی در برابر اکثر اسیدها و قلیاها دارد.

5. چگالی کم و خود روانکاری: سبک وزن، کاهش بار سیستم، و با ضریب اصطکاک کم برای عملکرد روان تر.

جدول مشخصات

فرآیند تولید
نیتروژن زدایی پودر سیلیکون با خلوص بالا → به دست آوردن پودر نیترید سیلیکون → افزودن مواد کمکی تف جوشی → آسیاب و اختلاط گلوله ای → گرانولاسیون اسپری → پرس خشک / پرس ایزواستاتیک سرد (CIP) → تف جوشی فشار گاز (GPS) یا پرس داغ (HP) → ماشینکاری دقیق (سنگ زنی الماس) → آزمایش غیر مخرب → بازرسی محصول نهایی.

دستورالعمل استفاده

1. پیش نصب: اجزای سرامیکی را از نظر نقص هایی مانند ترک یا لبه های تراشه بررسی کنید. اگرچه چقرمگی نسبتاً خوبی دارد، اما هنوز یک ماده شکننده است و باید از ضربه خشن محافظت شود.

2. در حین نصب: از اعمال نیروی یکنواخت اطمینان حاصل کنید. برای مهر و موم ها، از ابزارهای تخصصی برای سفت کردن یکنواخت پیچ ها استفاده کنید تا از آسیب ناشی از تنش یک طرفه جلوگیری شود.

3. عملکرد: اگرچه مقاومت خوبی در برابر شوک حرارتی دارد، اما هنوز توصیه می شود از تغییرات ناگهانی و شدید دما برای افزایش عمر مفید آن خودداری کنید.

4. نگهداری: به طور منظم وضعیت سیستم را بررسی کنید. در صورت مشاهده سایش غیر طبیعی یا کاهش عملکرد، فوراً بررسی و جایگزین کنید.

خدمات پس از فروش
ما مشاوره فنی حرفه ای و پشتیبانی انتخاب را ارائه می دهیم. دوره گارانتی محصول 12 ماه است. اندازه های غیر استاندارد سفارشی پشتیبانی می شوند و گزارش های تست عملکرد محصول دقیق و راهنمایی استفاده ارائه می شود. ما 承诺 (تعهد به) تعمیر یا تعویض رایگان برای مشکلات ناشی از نقص مواد یا تولید.

سوالات متداول
س1: کدام سخت تر است، سرامیک نیترید سیلیکون یا سرامیک آلومینا؟
A1: سختی ویکرز سرامیک نیترید سیلیکون (HV 1400-1600) کمی کمتر از سرامیک آلومینا با خلوص بالا (HV 1600+) است، اما چقرمگی شکست آن بسیار بیشتر از آلومینا است و مقاومت کلی بیشتری در برابر آسیب و مقاومت در برابر ضربه بهتر به آن می دهد.

س2: آیا عملکرد عایق حرارتی آن بهتر از سرامیک زیرکونیا است؟
A2: خیر. سرامیک زیرکونیا دارای هدایت حرارتی بسیار کم (~2-3 W/m·K) است و یک عایق حرارتی عالی است. هدایت حرارتی نیترید سیلیکون (15-25 W/m·K) بیشتر از زیرکونیا است اما همچنان به طور قابل توجهی کمتر از فلزات است و آن را در دسته مواد عایق حرارتی قرار می دهد، در حالی که استحکام مکانیکی آن بسیار بیشتر از زیرکونیا است.

س3: چرا بسیار گرانتر از سرامیک آلومینا است؟
A3: دلایل اصلی هزینه های بالای مواد اولیه و فرآیندهای تف جوشی پیچیده است. تولید پودر نیترید سیلیکون دشوار است و نیاز به تف جوشی در دمای بالا تحت اتمسفر نیتروژن با فشار بالا دارد که منجر به سرمایه گذاری بالا در تجهیزات و هزینه های مصرف انرژی می شود.