Silicon nitride - bahan masa depan dengan sifat unik

2024 Pengarang: Angel Austin | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-02 17:53

Pada masa ini, bahan seramik semakin digunakan dalam industri metalurgi ferus dan bukan ferus, kaca dan refraktori. Mereka mempunyai ciri unik yang membolehkan anda meningkatkan pelbagai bidang pengeluaran. Bahan seramik yang paling menjanjikan ialah silikon nitrida. Ini adalah bahan masa depan, berkat pelbagai pengeluaran teknologi sedang dibina semula. Contohnya, seperti industri perlombongan emas dan semua jenis kilang pemprosesan.

Apakah bahan ini?

Silicon nitride ialah bahan seramik unik yang mendapati penggunaannya dalam banyak industri. Ia tergolong dalam kumpulan seramik bukan oksida kerana ia tidak mengandungi atom oksigen.

Formula silikon nitrida: Si₃N_4.

Struktur

Microstructure Si₃N_{4 ialah mikrorod yang membentuk hablur silinder. Sifat ini ternyata pada asasnya penting dalam pemprosesan pelbagai jenis besi tuang, khususnya yang mengandungi sisipan seramik. Apabila menggunakan logam yang berbeza sebagai bahan pemotongan, kelajuannya tidak sepantas yang diperlukan, jadi perlu menggunakan pelbagai cecair pemotongan. Oleh kerana struktur silikon nitrida yang menakjubkan, penggunaannya untuk memotong besi tuang menghasilkan fakta bahawa ia adalah mungkin untuk mencapai kelajuan maksimum tanpa memerlukan cecair pelincir. Oleh kerana komposisinya yang unik, bahan ini mempunyai kekuatan impak yang tinggi, yang bermaksud bahan tersebut mempunyai rintangan yang tinggi terhadap hentaman.}

Terima

Terdapat pelbagai cara untuk mendapatkan kompaun ini. Salah satunya ialah pemendakan kimia, yang dijalankan pada suhu dari 700 hingga 900 °C. Apabila menggunakan kaedah ini, sebatian diperoleh dalam bentuk amorf, iaitu dielektrik. Dalam kes ini, kandungan hidrogen yang mungkin dalam bahan ini boleh sehingga 8%. Dalam kes ini, atom nitrogen dan silikon boleh membentuk ikatan hidrogen dengan hidrogen yang terkandung dalam mendakan amorf. Terdapat pergantungan kandungan atom hidrogen pada suhu di mana pemendapan dijalankan, serta pada nisbah bahan awal dalam campuran gas.

Kandungan tertinggi bahan muncul jika silikon nitrida dimendapkan pada suhu rendah dan pada kepekatan ammonia yang tinggi dalam campuran gas. Jika proses itu dijalankan secara kecil-kecilannisbah ammonia kepada dichlorosilane, bahan itu akan memasukkan jumlah silikon yang cukup besar dalam komposisinya, yang membawa kepada pembentukan sifat dielektrik yang tidak mencukupi. Rintangan kepada elektrik Si₃N_{4 juga bergantung pada keadaan suhu di mana ia dihasilkan.}

Penghasilan silikon nitrida ialah proses yang kompleks di mana pelbagai syarat mesti dipertimbangkan agar produk memenuhi keperluan. Memandangkan kawasan penting di mana ia mendapati penggunaannya, adalah perlu untuk mendekati syarat untuk pemendapan secara bertanggungjawab.

Sifat silikon nitrida

Bahan ini ialah bahan dengan sifat fizikal dan fiziko-kimia yang unik.

Salah satu ciri yang paling penting ialah bahan ini mempunyai ketumpatan rendah dan kekuatan hentaman tertinggi, yang membawa kepada kemungkinan menggunakan bahan silikon nitrida sebagai bebola untuk galas ringan.

Bahan ini tahan panas. Ia boleh digunakan pada 1300°C dalam suasana pengoksidaan dan pada 1600°C dalam suasana neutral. Sifat ini juga penting untuk digunakan dalam pelbagai aplikasi industri seperti proses kimpalan.

Permohonan

Disebabkan ciri uniknya, silikon nitrida digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang industri pemprosesan. Bahan ini adalah yang paling penting untuk industri besi, sebagaibagaimana, menggunakannya sebagai alat pemotong, anda boleh meningkatkan kelajuan proses, serta menolak penggunaan penyejuk dan pelincir.

Selain itu, disebabkan oleh rintangan haba yang tinggi dalam pelbagai atmosfera, Si₃N_{4 digunakan dalam mengimpal pelbagai bahan. Disebabkan gabungan unik sifat tribologi, silikon nitrida digunakan untuk membuat bola untuk pelbagai jenis galas.}