Κεραμικό νιτρίδιο πυριτίου

Τα κεραμικά από νιτρίδιο του πυριτίου είναι ανώτερα από άλλα υλικά λόγω της αντοχής τους σε θερμικά σοκ. Δεν φθείρονται σε υψηλές θερμοκρασίες, επομένως χρησιμοποιούνται σε κινητήρες αυτοκινήτων και σε εξαρτήματα αεριοστροβίλων, συμπεριλαμβανομένου του ρότορα του υπερσυμπιεστή.

Η Ortech προσφέρει μια ολοκληρωμένη οικογένεια υλικών νιτριδίου πυριτίου. Αυτά τα υλικά έχουν τα ακόλουθα βασικά χαρακτηριστικά: Δεν προκαλούν φθορά στην κόλλα από τον χάλυβα, διπλάσια σκληρότητα από τον εργαλειοχάλυβα, καλή χημική αντοχή και 60% μικρότερο βάρος από τον χάλυβα.

Τα νιτρίδια του πυριτίου (Si3N4) είναι μια σειρά προηγμένων κεραμικών μηχανικής που χαρακτηρίζονται από υψηλή αντοχή, σκληρότητα και ανθεκτικότητα, καθώς και εξαιρετική χημική και θερμική σταθερότητα.

Το νιτρίδιο του πυριτίου ανακαλύφθηκε στα μέσα του δέκατου ένατου αιώνα, αλλά δεν ήταν εύκολο στην κατασκευή του, λόγω της ομοιοπολικά συνδεδεμένης φύσης του. Αυτό αρχικά οδήγησε στην ανάπτυξη δύο τύπων νιτριδίου του πυριτίου, του νιτριδίου του πυριτίου με δεσμό αντίδρασης (RBSN) και του νιτριδίου του πυριτίου με θερμή συμπίεση (HPSN). Στη συνέχεια, από τη δεκαετία του 1970 έχουν αναπτυχθεί δύο ακόμη τύποι: το πυροσυσσωματωμένο νιτρίδιο του πυριτίου (SSN), το οποίο περιλαμβάνει τα σιαλόνια, και το πυροσυσσωματωμένο νιτρίδιο του πυριτίου με δεσμό αντίδρασης (SRBSN).

Το τρέχον ενδιαφέρον για τα μηχανολογικά υλικά με βάση το νιτρίδιο του πυριτίου αναπτύχθηκε ουσιαστικά από την έρευνα της δεκαετίας του 1980 σε κεραμικά μέρη για κινητήρες αεριοστροβίλων και εμβόλων. Προβλεπόταν ότι ένας κινητήρας, κατασκευασμένος κυρίως από μέρη με βάση το νιτρίδιο του πυριτίου, όπως το σιαλόν, θα ήταν ελαφρύς και θα μπορούσε να λειτουργεί σε υψηλότερες θερμοκρασίες από τους παραδοσιακούς κινητήρες, με αποτέλεσμα υψηλότερη απόδοση. Τελικά, ωστόσο, αυτός ο στόχος δεν επιτεύχθηκε λόγω ορισμένων παραγόντων, όπως το κόστος, η δυσκολία στην αξιόπιστη κατασκευή των εξαρτημάτων και η εγγενής εύθραυστη φύση των κεραμικών.

Ωστόσο, αυτή η εργασία οδήγησε στην ανάπτυξη μιας σειράς άλλων βιομηχανικών εφαρμογών για υλικά με βάση το νιτρίδιο του πυριτίου, όπως στη διαμόρφωση μετάλλων, στη βιομηχανική φθορά και στον χειρισμό τηγμένου μετάλλου.

Οι διαφορετικοί τύποι νιτριδίου του πυριτίου, RBSN, HPSN, SRBSN και SSN, προκύπτουν από τη μέθοδο κατασκευής τους, η οποία διέπει τις ιδιότητες και τις εφαρμογές τους.