קרמיקה של סיליקון ניטריד

קרמיקה מסיליקון ניטריד עדיפה על חומרים אחרים בשל עמידותה בפני הלם תרמי. היא אינה מתבלת בטמפרטורות גבוהות, ולכן היא משמשת למנועי רכב ולחלקים לטורבינות גז, כולל רוטור מגדש הטורבו.

אורטק מציעה משפחה שלמה של חומרי סיליקון ניטריד. לחומרים אלה המאפיינים העיקריים הבאים: ללא שחיקה עקב הדבקה כנגד פלדה, קשיחות כפולה מפלדת כלים, עמידות טובה לכימיקלים ומשקל נמוך ב-60% מפלדה.

ניטרידים של סיליקון (Si3N4) הם מגוון של קרמיקה הנדסית מתקדמת המאופיינת בחוזק, קשיחות וקשיחות גבוהים ויציבות כימית ותרמית מעולה.

ניטריד סיליקון התגלה באמצע המאה התשע עשרה אך לא התאים לייצור קל, בשל אופיו הקשור קוולנטית. דבר זה הוביל בתחילה לפיתוח של שני סוגים של ניטריד סיליקון, ניטריד קשור תגובה (RBSN) וניטריד סיליקון בכבישה חמה (HPSN). לאחר מכן, מאז שנות ה-70 פותחו שני סוגים נוספים: ניטריד סיליקון מסונטר (SSN), הכולל את הסיאלונים, וניטריד סיליקון מסונטר קשור תגובה (SRBSN).

העניין הנוכחי בחומרים הנדסיים מבוססי סיליקון ניטריד התפתח בעיקרו מהמחקר בשנות ה-80 על חלקים קרמיים למנועי טורבינות גז ובוכנה. ההנחה הייתה שמנוע, העשוי בעיקר מחלקים מבוססי סיליקון ניטריד, כגון סיאלון, יהיה קל משקל ויוכל לפעול בטמפרטורות גבוהות יותר ממנועים מסורתיים, וכתוצאה מכך יהיה יעילות גבוהה יותר. בסופו של דבר, עם זאת, מטרה זו לא הושגה כתוצאה ממספר גורמים, ביניהם עלות, הקושי בייצור אמין של החלקים והאופי השביר הטבוע בקרמיקה.

עם זאת, עבודה זו הובילה לפיתוח מספר יישומים תעשייתיים אחרים עבור חומרים מבוססי סיליקון ניטריד, כגון בעיצוב מתכות, בלאי תעשייתי וטיפול במתכת מותכת.

הסוגים השונים של סיליקון ניטריד, RBSN, HPSN, SRBSN ו-SSN, נובעים משיטת ייצורם, אשר קובעת את תכונותיהם ויישומיהם הנובעים מכך.