Ceramika azotku krzemu

Ceramika azotku krzemu jest lepsza od innych materiałów ze względu na odporność na szok termiczny. Nie pogarsza się w wysokich temperaturach, dlatego jest stosowana w silnikach samochodowych i częściach turbin gazowych, w tym wirniku turbosprężarki.

Ortech oferuje kompletną rodzinę materiałów z azotku krzemu. Materiały te mają następujące kluczowe cechy: Brak zużycia adhezyjnego w stosunku do stali, Dwa razy twardsze niż stal narzędziowa, Dobra odporność chemiczna i o 60% mniejsza waga niż stal.

Azotki krzemu (Si3N4) to grupa zaawansowanych materiałów ceramicznych o wysokiej wytrzymałości, twardości i odporności na obciążenia dynamiczne, a także doskonałej stabilności chemicznej i termicznej.

Azotek krzemu został odkryty w połowie XIX wieku, ale nie nadawał się do łatwej produkcji ze względu na swoją kowalencyjną naturę wiązania. Początkowo doprowadziło to do opracowania dwóch typów azotku krzemu: azotku krzemu wiązanego reakcyjnie (RBSN) i azotku krzemu prasowanego na gorąco (HPSN). Następnie od lat 70. opracowano dwa kolejne typy: spiekany azotek krzemu (SSN), który obejmuje sialony, oraz spiekany azotek krzemu wiązany reakcyjnie (SRBSN).

Obecne zainteresowanie materiałami inżynieryjnymi na bazie azotku krzemu rozwinęło się zasadniczo z badań w latach 80. nad częściami ceramicznymi do turbin gazowych i silników tłokowych. Przewidywano, że silnik, wykonany głównie z części na bazie azotku krzemu, takich jak sialon, będzie lekki i będzie mógł pracować w wyższych temperaturach niż tradycyjne silniki, co przełoży się na wyższą wydajność. Ostatecznie jednak cel ten nie został zrealizowany z powodu szeregu czynników, w tym kosztów, trudności w niezawodnym wytwarzaniu części i kruchej natury ceramiki.

Jednakże praca ta doprowadziła do opracowania szeregu innych zastosowań przemysłowych dla materiałów na bazie azotku krzemu, na przykład w obróbce plastycznej metali, ochronie przed zużyciem przemysłowym i transporcie stopionego metalu.

Różne rodzaje azotku krzemu – RBSN, HPSN, SRBSN i SSN – zależą od metody ich wytwarzania, która decyduje o ich końcowych właściwościach i zastosowaniach.