Silicio nitridas – ateities medžiaga, turinti unikalių savybių

2024 Autorius: Angel Austin | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-02 17:51

Šiuo metu keraminės medžiagos vis dažniau naudojamos juodųjų ir spalvotųjų metalų metalurgijos, stiklo ir ugniai atsparių medžiagų pramonėje. Jie turi unikalių savybių, leidžiančių patobulinti įvairias gamybos sritis. Perspektyviausia keraminė medžiaga yra silicio nitridas. Tai ateities substancija, kurios dėka atstatoma įvairi technologinė produkcija. Pavyzdžiui, aukso kasybos pramonė ir visų rūšių perdirbimo įmonės.

Kas tai per medžiaga?

Silicio nitridas yra unikali keraminė medžiaga, kurią galima pritaikyti daugelyje pramonės šakų. Jis priklauso neoksidinės keramikos grupei, nes joje nėra deguonies atomų.

Silicio nitrido formulė: Si₃N_4.

Struktūra

Mikrostruktūra Si₃N_{4 yra mikrostrypeliai, kurie sudaro cilindrinius kristalus. Ši savybė pasirodė esanti labai svarbi apdorojant įvairių rūšių ketų, ypač tuos, kuriuose yra keraminių įdėklų. Naudojant skirtingus metalus kaip pjovimo medžiagas, greitis nėra toks didelis, kaip reikalaujama, todėl būtina naudoti įvairius pjovimo skysčius. Dėl nuostabios silicio nitrido struktūros jo naudojimas ketaus pjaustymui lemia tai, kad galima pasiekti maksimalų greitį nenaudojant tepimo skysčių. Dėl savo unikalios sudėties ši medžiaga pasižymi dideliu atsparumu smūgiams, o tai reiškia, kad medžiaga turi didelį atsparumą smūgiams.}

Gauti

Yra įvairių būdų gauti šį junginį. Vienas iš jų – cheminis nusodinimas, kuris atliekamas nuo 700 iki 900 °C temperatūroje. Taikant šį metodą, gaunamas amorfinės formos junginys, kuris yra dielektrikas. Tokiu atveju galimas vandenilio kiekis šioje medžiagoje gali siekti iki 8%. Tokiu atveju azoto ir silicio atomai gali sudaryti vandenilinius ryšius su vandeniliu, esančiu amorfinėse nuosėdose. Vandenilio atomų kiekis priklauso nuo temperatūros, kurioje buvo atliktas nusodinimas, taip pat nuo pradinių medžiagų santykio dujų mišinyje.

Didžiausias medžiagos kiekis susidaro, jei silicio nitridas nusėda žemoje temperatūroje ir esant didelei amoniako koncentracijai dujiniame mišinyje. Jei procesas atliekamas mažojeamoniako ir dichlorsilano santykis, medžiagos sudėtyje bus pakankamai daug silicio, todėl susidaro nepakankamos dielektrinės savybės. Atsparumas elektrai Si₃N_{4 taip pat priklauso nuo temperatūros sąlygų, kuriomis jis gaminamas.}

Silicio nitrido gamyba yra sudėtingas procesas, kurio metu reikia atsižvelgti į įvairias sąlygas, kad gaminys atitiktų reikalavimus. Atsižvelgiant į svarbias sritis, kuriose jis naudojamas, būtina atsakingai žiūrėti į nusodinimo sąlygas.

Silicio nitrido savybės

Ši medžiaga yra unikalių fizinių ir fizikinių bei cheminių savybių medžiaga.

Viena iš svarbiausių savybių yra ta, kad ši medžiaga turi mažą tankį ir didžiausią atsparumą smūgiams, todėl silicio nitrido medžiagas galima naudoti kaip rutuliukus lengviems guoliams.

Ši medžiaga yra atspari karščiui. Galima naudoti 1300°C temperatūroje oksiduojančioje atmosferoje ir 1600°C temperatūroje neutralioje atmosferoje. Šios savybės taip pat svarbios naudojant įvairiuose pramonės įrenginiuose, pavyzdžiui, suvirinimo procesuose.

Programa

Dėl savo unikalių savybių silicio nitridas yra plačiai naudojamas įvairiose perdirbimo pramonės srityse. Ši medžiaga turi didžiausią reikšmę geležies pramonei, kaipkaip naudojant jį kaip pjovimo įrankius, galite padidinti proceso greitį, taip pat atsisakyti aušinimo skysčių ir tepalų naudojimo.

Be to, dėl didelio atsparumo karščiui įvairiose atmosferose, Si₃N_{4 naudojamas suvirinant įvairias medžiagas. Dėl unikalaus tribologinių savybių derinio silicio nitridas naudojamas įvairių tipų guolių rutuliams gaminti.}