Miért mennek át a szilícium-nitrid termékek néha szinterezési sűrűsödésbe?

Sok ipari vállalkozás jelenleg nagy munkaterhelést szenved, mivel a társadalom nagymértékben támaszkodik a vegyi nyersanyagokra. Az ilyen anyagok megfelelő ellátásának biztosítása érdekében sok vállalat úgy dönt, hogy előállítja és értékesíti őket, így jövedelmező ipari láncot alkotva. A szilícium-nitrid termékek gyakran jelennek meg mindennapi életünkben; nemcsak széles körben használják, hanem rendkívül tartósak is. Tehát mik a tulajdonságaik és alkalmazásuk?

A szilícium-nitrid termékek döntő fontosságú szerkezeti anyagokat tartalmaznak. Nemcsak kerámiában, hanem számos elektronikai termékben, valamint repülőgép- és autóipari alkatrészekben is használják, például vágószerszámokban, kerámia csapágyakban, turbina rotorokban és hűtőbordákban. Továbbá szinterezése és tömörítése nagy jelentőséggel bír fejlesztése és alkalmazása szempontjából.

A fent említett tulajdonságokon kívül kopásállósággal és, ami fontos, kenőképességgel is rendelkezik. A szilícium-nitrid egy ultra-kemény anyag, amely eredendő kenőképességgel és kopásállósággal rendelkezik; nem lép reakcióba más szervetlen savakkal, kivéve a hidrogén-fluoridot, erős korrózióállóságot mutat, és ellenáll a magas hőmérsékleten történő oxidációnak.

A fő előnye a hősokkokkal szembeni kiváló ellenállás. Levegőben 1000 Celsius fokot meghaladó hőmérsékletet, majd gyors lehűlést, majd repedés nélküli felmelegítést is elvisel. E kiváló tulajdonságainak köszönhetően gyakran használják csapágyak, gázturbina tömítések, turbinalapátok és állandó formák gyártásához.

A szilícium-nitrid termékek olvadáspontja megközelíti a 2000 Celsius-fokot, sűrűsége pedig 3,44 g/cm³. Kémiai képlete Si3N4, fehér, porszerű kristályos szilárd anyag. Hősokkállóságának kutatása még mindig korlátozott. A szerkezeti termékek hősokkállósága fizikai és termodinamikai tulajdonságok kombinációja. A szilícium-nitrid kerámiák számos alkalmazása hőmérséklet-{7}függő; a környezet drasztikus hőmérséklet-változásai jelentősen csökkenthetik fizikai tulajdonságait. Ezért a nanotechnológia hősokkállóságának kutatása döntő elméleti értékkel bír.

Fontos azonban megjegyezni, hogy ez az olvadáspont normál nyomáson nem létezik. 1800 Celsius fok feletti hőmérsékleten lebomlik. Akár 1400 Celsius fokig ellenáll az oxidációnak, gyakorlati alkalmazásai elérik az 1200 Celsius fokot. Ezen a hőmérsékleten túl csökken a mechanikai szilárdsága. A szilícium-nitrid termékek nagy kötési energiájú kovalens vegyületek. Még a légkörben is a salakhatás miatt fém-oxidok védőfóliája képződik. Ezért a szilícium-nitrid termékek kiváló szerves kémiai megbízhatósággal rendelkeznek. Egy bizonyos tartomány alatti hőmérsékleten nem oxidálódnak. 1200-1600 fokon védőfólia képződik, amely megakadályozza a további oxidációt. Szilícium-nitrid + 3CO2=2N2 + 3Szilícium-dioxid. Nem lép reakcióba vízzel.