Elektronik Aletler İçin Kullanılan Silikon Nitrür Seramik Kaynak Konumlandırma Bloğu

       Elektronik Aletler ve Tekstil Makineleri İçin Kullanılan Silikon Nitrür Seramik Kaynak Konumlandırma Bloğu

1.Açıklamalar:

Silikon nitrür (Si3N4) seramikler, güçlü kovalent bağlara sahip inorganik metalik olmayan bir bileşiktir.Temel yapısal birimi bir tetrahedrondur.Silisyum atomu tetrahedronun merkezinde bulunur ve dört nitrojen atomu tetrahedronun dört köşesinde bulunur.Bir silikon atomunu paylaşan dört tetrahedra formu, üç boyutlu uzayda sürekli ve güçlü bir ağ yapısı oluşturur.Silisyum nitrürün birçok özelliği özel yapısından kaynaklanmaktadır.Bu nedenle Si3N4 yapısındaki nitrojen atomları ile silikon atomları arasındaki bağ kuvveti çok kuvvetlidir.Yüksek sıcaklıklı bir yapısal seramik olarak, seramik malzemelerde "her yönden şampiyon" olarak bilinir.

Silikon nitrür (Si3N4) üç kristal form içerir ve iki kristal form yaygındır.Biri beyaz veya kırık beyaz olan iğne benzeri kristal α-Si3N4, diğeri ise daha koyu renkli ve yoğun taneli çokyüzlü veya kısa prizma olan β-Si3N4'tür.Her ikisi de altıgendir.

Daha uzun bir istifleme sırası, α fazının β fazından daha yüksek sertliğine yol açar.Bununla birlikte, α fazı, β fazına kıyasla kimyasal olarak kararsızdır.Böylece sıvı fazın yüksek sıcaklığında, α fazı her zaman β fazına dönüşür.Bu nedenle β-Si3N4 silikon nitrür seramiklerde kullanılan ana formdur.

2.Silisyum nitrür malzemelerin performans özellikleri

A .Silisyum nitrürün fiziksel özellikleri:

a .Termal özellikler: Erime noktası olmayan yüksek sıcaklıkta refrakter bir maddedir.Normal basınç altında yaklaşık 1900°C'de ayrışır.Yüksek basınç altında güçlü sürünme direncine sahiptir.Bağlayıcı içermeyen sinterlenmiş silikon nitrürün yumuşama noktası 1800°C'ye kadar çıkabilir;

b .İyi termal iletkenlik;

c .Küçük termal genleşme katsayısı;

d .İyi elektriksel yalıtım performansı, küçük dielektrik katsayısı, yüksek arıza voltajı.

B .Silisyum nitrürün kimyasal özellikleri:

a .Oksidasyon direnci: 800 °C'nin altındaki kuru atmosferde oksijenle reaksiyona girmez;

b .Erimiş metal korozyon direnci: silikon nitrür, temel metal eriyiğine sızmaz ve onu aşındırmaz (bakır hariç);

c .Asit, alkali ve tuz korozyonuna karşı direnç: hidroflorik asitte kolayca çözünür ve seyreltik asitle etkisizdir.

C. Silisyum nitrürün mekanik özellikleri:

a .Yüksek sıcaklık mukavemeti iyidir ve 1200°C'deki yüksek sıcaklık mukavemeti, oda sıcaklığındaki mukavemet ile karşılaştırıldığında çok az zayıflamaya sahiptir.Ayrıca, yüksek sıcaklıkta sürünme oranı çok düşüktür.Bunlar, güçlü kovalent bağların doğası tarafından belirlenir;

b .Elmas, kübik BN ve B4C gibi birkaç süper sert malzemeden sonra ikinci olan yüksek sertlik;

c .Sürtünme katsayısı küçüktür ve kendinden yağlamalıdır, bu da yağ ile metal yüzeye benzer.

3.Silisyum nitrür seramiklerin uygulanması

Otomotiv endüstrisi: Sinterlenmiş silisyum nitrürün ana uygulaması, motor parçası malzemesi olarak otomotiv endüstrisindedir.Buji ateşlemeli motorlarda, daha düşük aşınma külbütör balataları için silikon nitrür, daha düşük atalet ve daha az motor gecikmesi için turboşarjlar ve artan hızlanma için atık gaz kontrol valfleri kullanılır.

Yataklar: Diğer seramiklerle karşılaştırıldığında, silikon nitrür seramikler iyi darbe direncine sahiptir.Bu nedenle performans yataklarında silisyum nitrür seramikten yapılmış bilyalı yataklar kullanılmaktadır.Temsili bir örnek, NASA'nın uzay mekiklerinin ana motorlarında silikon nitrür yatakların kullanılmasıdır.Silisyum nitrür bilyalı rulmanlar metalden daha sert olduğu için bu, rulman yolu ile teması azaltır.Silisyum nitrür bilyalı rulmanlar, üst düzey otomotiv rulmanlarında, endüstriyel rulmanlarda, rüzgar türbinlerinde, motor sporlarında, bisikletlerde, tekerlekli patenlerde ve kaykaylarda bulunabilir.

Yüksek Sıcaklık Malzemeleri: Silikon nitrür, yüksek sıcaklık uygulamalarında uzun süredir kullanılmaktadır.Özellikle, hidrojen/oksijen roket motorlarında üretilen şiddetli termal şoklara ve termal gradyanlara dayanabilen birkaç yekpare seramik malzemeden biri olarak tanımlandı.

Tıbbi: Silikon nitrürün birçok ortopedik uygulaması vardır.Materyal ayrıca spinal füzyon cihazlarında kullanılan PEEK (polieter eter keton) ve titanyuma bir alternatiftir.PEEK ve titanyum ile karşılaştırıldığında, silisyum nitrürün hidrofilik, mikro yapılı yüzeyi, malzemenin sağlamlığına, dayanıklılığına ve güvenilirliğine katkıda bulunur.