Սիլիկոնային նիտրիդային կերամիկա

Սիլիցիումի նիտրիդային կերամիկան գերազանցում է մյուս նյութերին՝ իր ջերմային հարվածների դիմադրության շնորհիվ։ Այն չի վատանում բարձր ջերմաստիճաններում, ուստի այն օգտագործվում է ավտոմոբիլային շարժիչների և գազային տուրբինների մասերի, այդ թվում՝ տուրբոլիցքավորիչի ռոտորի համար։

Օրտեխը առաջարկում է սիլիցիումի նիտրիդային նյութերի ամբողջական ընտանիք: Այս նյութերն ունեն հետևյալ հիմնական բնութագրերը՝ պողպատի վրա կպչունություն չեն առաջացնում, գործիքային պողպատից երկու անգամ ավելի կարծր են, լավ քիմիական դիմադրություն ունեն և պողպատից 60%-ով պակաս քաշ ունեն:

Սիլիցիումի նիտրիդները (Si3N4) առաջադեմ ճարտարագիտական ​​կերամիկայի մի շարք են, որոնք բնութագրվում են բարձր ամրությամբ, ամրությամբ և կարծրությամբ, ինչպես նաև գերազանց քիմիական և ջերմային կայունությամբ։

Սիլիցիումի նիտրիդը հայտնաբերվել է տասնիններորդ դարի կեսերին, սակայն իր կովալենտային կապի պատճառով հեշտ չէր արտադրվում։ Սա սկզբում հանգեցրեց սիլիցիումի նիտրիդի երկու տեսակի՝ ռեակցիայով կապված սիլիցիումի նիտրիդի (RBSN) և տաք սեղմված սիլիցիումի նիտրիդի (HPSN) մշակմանը։ Հետագայում, 1970-ական թվականներից ի վեր, մշակվել են ևս երկու տեսակ՝ սինտերացված սիլիցիումի նիտրիդ (SSN), որը ներառում է սիալոնները, և սինտերացված ռեակցիայով կապված սիլիցիումի նիտրիդ (SRBSN):

Սիլիցիումի նիտրիդի վրա հիմնված ինժեներական նյութերի նկատմամբ ներկայիս հետաքրքրությունը հիմնականում զարգացել է 1980-ականներին գազային տուրբինների և մխոցային շարժիչների համար կերամիկական մասերի հետազոտություններից: Նախատեսվում էր, որ շարժիչը, որը հիմնականում պատրաստված կլինի սիլիցիումի նիտրիդի վրա հիմնված մասերից, ինչպիսին է սիալոնը, թեթև կլինի և կկարողանա աշխատել ավելի բարձր ջերմաստիճաններում, քան ավանդական շարժիչները, ինչը կհանգեցնի ավելի բարձր արդյունավետության: Սակայն, ի վերջո, այս նպատակը չիրականացավ մի շարք գործոնների պատճառով, այդ թվում՝ արժեքի, մասերի հուսալի արտադրության դժվարության և կերամիկայի բնածին փխրունության պատճառով:

Սակայն այս աշխատանքը հանգեցրեց սիլիցիումի նիտրիդի վրա հիմնված նյութերի մի շարք այլ արդյունաբերական կիրառությունների զարգացմանը, ինչպիսիք են մետաղի ձևավորման, արդյունաբերական մաշվածության և հալված մետաղի մշակման մեջ։

Սիլիցիումի նիտրիդի տարբեր տեսակները՝ RBSN, HPSN, SRBSN և SSN, առաջանում են դրանց արտադրության մեթոդից, որը կարգավորում է դրանց հատկությունները և կիրառությունները։