Siliziumnitrid-Keramik-Schweißpositionierungsblock für elektronische Geräte

       Siliziumnitrid-Keramik-Schweißpositionierungsblock für elektronische Geräte und Textilmaschinen

1 .Beschreibungen:

Keramik aus Siliziumnitrid (Si3N4) ist eine anorganische nichtmetallische Verbindung mit starken kovalenten Bindungen.Seine grundlegende Struktureinheit ist ein Tetraeder.Das Siliziumatom befindet sich im Zentrum des Tetraeders, und die vier Stickstoffatome befinden sich an den vier Ecken des Tetraeders.Die Form von vier Tetraedern, die sich ein Siliziumatom teilen, bildet eine kontinuierliche und starke Netzwerkstruktur im dreidimensionalen Raum.Viele Eigenschaften von Siliziumnitrid sind auf seine besondere Struktur zurückzuführen.Daher ist die Bindungskraft zwischen Stickstoffatomen und Siliziumatomen in der Si3N4-Struktur sehr stark.Als Hochtemperatur-Strukturkeramik gilt sie als „Allround-Champion“ unter den keramischen Werkstoffen.

Siliziumnitrid (Si3N4) enthält drei Kristallformen, und zwei Kristallformen sind üblich.Das eine ist α-Si3N4, ein nadelartiger Kristall, der weiß oder grauweiß ist, und das andere ist β-Si3N4, das eine dunklere Farbe hat und ein dichtes körniges Polyeder oder ein kurzes Prisma ist.Beide sind sechseckig.

Eine längere Stapelreihenfolge führt zu einer höheren Härte der α-Phase als der β-Phase.Die α-Phase ist jedoch im Vergleich zur β-Phase chemisch instabil.Bei der hohen Temperatur der flüssigen Phase wandelt sich die α-Phase also immer in die β-Phase um.Daher ist β-Si3N4 die Hauptform, die in Siliziumnitridkeramiken verwendet wird.

2 .Leistungsmerkmale von Siliziumnitridmaterialien

A .Physikalische Eigenschaften von Siliziumnitrid:

a .Thermische Eigenschaften: Es ist eine hochtemperaturbeständige Substanz ohne Schmelzpunkt.Es zersetzt sich bei etwa 1900°C unter Normaldruck.Es hat eine starke Kriechfestigkeit unter hohem Druck.Der Erweichungspunkt von reaktionsgesintertem Siliziumnitrid ohne Bindemittel kann bis zu 1800°C betragen;

b .Gute Wärmeleitfähigkeit;

c .Kleiner Wärmeausdehnungskoeffizient;

d .Gute elektrische Isolationsleistung, kleiner Dielektrizitätskoeffizient, hohe Durchbruchspannung.

B .Chemische Eigenschaften von Siliziumnitrid:

a .Oxidationsbeständigkeit: Reagiert nicht mit Sauerstoff in trockener Atmosphäre unter 800 °C;

b .Korrosionsbeständigkeit von geschmolzenem Metall: Siliziumnitrid dringt nicht in elementare Metallschmelzen ein und korrodiert sie nicht (außer Kupfer);

c .Beständigkeit gegen Säure-, Laugen- und Salzkorrosion: leicht löslich in Flusssäure, unwirksam mit verdünnter Säure.

C. Mechanische Eigenschaften von Siliziumnitrid:

a .Die Hochtemperaturfestigkeit ist gut, und die Hochtemperaturfestigkeit bei 1200°C weist im Vergleich zur Raumtemperaturfestigkeit eine geringe Dämpfung auf.Außerdem ist seine Hochtemperatur-Kriechrate sehr gering.Diese werden durch die Natur starker kovalenter Bindungen bestimmt;

b .Hohe Härte, die nur von wenigen superharten Materialien wie Diamant, kubischem BN und B4C übertroffen wird;

c .Der Reibungskoeffizient ist klein und selbstschmierend, was der Metalloberfläche mit Öl ähnelt.

3 .Anwendung von Siliziumnitridkeramiken

Automobilindustrie: Die Hauptanwendung von gesintertem Siliziumnitrid liegt in der Automobilindustrie als Werkstoff für Motorenteile.In Ottomotoren wird Siliziumnitrid für verschleißärmere Kipphebel, Turbolader für geringere Trägheit und weniger Motorverzögerung und Abgasregelventile für erhöhte Beschleunigung verwendet.

Lager: Im Vergleich zu anderen Keramiken hat Siliziumnitridkeramik eine gute Schlagfestigkeit.Daher werden in Performance-Lagern Kugellager aus Siliziumnitrid-Keramik verwendet.Ein repräsentatives Beispiel ist die Verwendung von Siliziumnitrid-Lagern in den Haupttriebwerken der Raumfähren der NASA.Da Kugellager aus Siliziumnitrid härter sind als Metall, verringert dies den Kontakt mit der Laufbahn.Kugellager aus Siliziumnitrid finden sich in hochwertigen Automobillagern, Industrielagern, Windturbinen, Motorsport, Fahrrädern, Rollschuhen und Skateboards.

Hochtemperaturmaterialien: Siliziumnitrid wird seit langem in Hochtemperaturanwendungen verwendet.Insbesondere wurde es als eines der wenigen monolithischen Keramikmaterialien identifiziert, das in der Lage ist, die starken Temperaturschocks und Temperaturgradienten zu überstehen, die in Wasserstoff/Sauerstoff-Raketentriebwerken erzeugt werden.

Medizin: Siliziumnitrid hat viele orthopädische Anwendungen.Das Material ist auch eine Alternative zu PEEK (Polyetheretherketon) und Titan, die in Wirbelsäulenfusionsgeräten verwendet werden.Im Vergleich zu PEEK und Titan trägt die hydrophile, mikrostrukturierte Oberfläche von Siliziumnitrid zur Festigkeit, Haltbarkeit und Zuverlässigkeit des Materials bei.