इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और वस्त्र मशीनरी के लिए प्रयुक्त सिलिकॉन नाइट्राइड सिरेमिक वेल्डिंग पोजिशनिंग ब्लॉक
1।विवरण:
सिलिकॉन नाइट्राइड (Si3N4) सिरेमिक एक अकार्बनिक गैर-धातु यौगिक है जिसमें मजबूत सहसंयोजक बंधन होते हैं।इसकी मूल संरचनात्मक इकाई चतुष्फलक है।सिलिकॉन परमाणु टेट्राहेड्रॉन के केंद्र में स्थित है, और चार नाइट्रोजन परमाणु टेट्राहेड्रोन के चार कोने में स्थित हैं।एक सिलिकॉन परमाणु साझा करने वाले चार टेट्राहेड्रा का रूप त्रि-आयामी अंतरिक्ष में एक सतत और मजबूत नेटवर्क संरचना बनाता है।सिलिकॉन नाइट्राइड के कई गुण इसकी विशेष संरचना के कारण होते हैं।इसलिए, Si3N4 संरचना में नाइट्रोजन परमाणुओं और सिलिकॉन परमाणुओं के बीच संबंध बल बहुत मजबूत है।उच्च तापमान वाले संरचनात्मक सिरेमिक के रूप में, इसे सिरेमिक सामग्री में "ऑल-अराउंड चैंपियन" के रूप में जाना जाता है।
सिलिकॉन नाइट्राइड (Si3N4) में तीन क्रिस्टल रूप होते हैं, और दो क्रिस्टल रूप सामान्य होते हैं।एक है α-Si3N4, सुई जैसा क्रिस्टल, जो सफेद या ऑफ-व्हाइट है, और दूसरा β-Si3N4 है, जो गहरे रंग का है और घने दानेदार पॉलीहेड्रॉन या शॉर्ट प्रिज्म है।दोनों षट्कोणीय हैं।
एक लंबे स्टैकिंग क्रम से α चरण की कठोरता β चरण की तुलना में अधिक होती है।हालांकि, α चरण β चरण की तुलना में रासायनिक रूप से अस्थिर है।तो तरल चरण के उच्च तापमान पर, α चरण हमेशा β चरण में परिवर्तित हो जाता है।इसलिए, β-Si3N4 सिलिकॉन नाइट्राइड सिरेमिक में प्रयुक्त मुख्य रूप है।
2 .सिलिकॉन नाइट्राइड सामग्री की प्रदर्शन विशेषताएं
ए ।सिलिकॉन नाइट्राइड के भौतिक गुण:
एक ।ऊष्मीय गुण: यह एक उच्च तापमान वाला दुर्दम्य पदार्थ है जिसमें कोई गलनांक नहीं होता है।यह सामान्य दबाव में लगभग 1900 डिग्री सेल्सियस पर विघटित हो जाता है।उच्च दबाव में इसका मजबूत रेंगना प्रतिरोध है।बाइंडर के बिना सिन्टर्ड सिलिकॉन नाइट्राइड की प्रतिक्रिया का नरम बिंदु 1800 डिग्री सेल्सियस जितना अधिक हो सकता है;
बी ।अच्छी तापीय चालकता;
सी ।छोटा थर्मल विस्तार गुणांक;
डी ।अच्छा विद्युत इन्सुलेशन प्रदर्शन, छोटे ढांकता हुआ गुणांक, उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज।
बी ।सिलिकॉन नाइट्राइड के रासायनिक गुण:
एक ।ऑक्सीकरण प्रतिरोध: यह 800 डिग्री सेल्सियस से नीचे शुष्क वातावरण में ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है;
बी ।पिघला हुआ धातु जंग प्रतिरोध: सिलिकॉन नाइट्राइड घुसपैठ नहीं करता है और मौलिक धातु पिघला देता है (तांबे को छोड़कर);
सी ।एसिड, क्षार और नमक जंग का प्रतिरोध: हाइड्रोफ्लोरिक एसिड में आसानी से घुलनशील, और पतला एसिड के साथ अप्रभावी।
C. सिलिकॉन नाइट्राइड के यांत्रिक गुण:
एक ।उच्च तापमान की ताकत अच्छी है, और 1200 डिग्री सेल्सियस पर उच्च तापमान की ताकत में कमरे के तापमान की ताकत की तुलना में थोड़ा क्षीणन होता है।इसके अलावा, इसकी उच्च तापमान रेंगना दर बहुत कम है।ये मजबूत सहसंयोजक बंधनों की प्रकृति से निर्धारित होते हैं;
बी ।उच्च कठोरता, केवल कुछ सुपरहार्ड सामग्री जैसे हीरा, क्यूबिक बीएन और बी4सी के बाद दूसरा;
सी ।घर्षण गुणांक छोटा और स्व-चिकनाई है, जो तेल के साथ धातु की सतह के समान है।
3।सिलिकॉन नाइट्राइड सिरेमिक का अनुप्रयोग
मोटर वाहन उद्योग: पापी सिलिकॉन नाइट्राइड का मुख्य अनुप्रयोग मोटर वाहन उद्योग में एक इंजन भाग सामग्री के रूप में है।स्पार्क इग्निशन इंजन में, सिलिकॉन नाइट्राइड का उपयोग कम पहनने वाले रॉकर पैड, कम जड़ता और कम इंजन अंतराल के लिए टर्बोचार्जर और बढ़े हुए त्वरण के लिए अपशिष्ट गैस नियंत्रण वाल्व के लिए किया जाता है।
बियरिंग्स: अन्य सिरेमिक की तुलना में, सिलिकॉन नाइट्राइड सिरेमिक में अच्छा प्रभाव प्रतिरोध होता है।इसलिए, प्रदर्शन बीयरिंगों में सिलिकॉन नाइट्राइड सिरेमिक से बने बॉल बेयरिंग का उपयोग किया जाता है।एक प्रतिनिधि उदाहरण नासा के अंतरिक्ष शटल के मुख्य इंजनों में सिलिकॉन नाइट्राइड बियरिंग का उपयोग है।चूंकि सिलिकॉन नाइट्राइड बॉल बेयरिंग धातु की तुलना में कठिन होते हैं, इससे असर ट्रैक के साथ संपर्क कम हो जाता है।सिलिकॉन नाइट्राइड बॉल बेयरिंग उच्च अंत ऑटोमोटिव बीयरिंग, औद्योगिक बीयरिंग, पवन टर्बाइन, मोटरस्पोर्ट्स, साइकिल, रोलर स्केट्स और स्केटबोर्ड में पाए जा सकते हैं।
उच्च तापमान सामग्री: उच्च तापमान अनुप्रयोगों में सिलिकॉन नाइट्राइड का लंबे समय से उपयोग किया जाता है।विशेष रूप से, यह हाइड्रोजन/ऑक्सीजन रॉकेट इंजनों में उत्पन्न गंभीर थर्मल झटके और थर्मल ग्रेडियेंट से बचने में सक्षम कुछ मोनोलिथिक सिरेमिक सामग्रियों में से एक के रूप में पहचाना गया था।
चिकित्सा: सिलिकॉन नाइट्राइड में कई आर्थोपेडिक अनुप्रयोग हैं।सामग्री PEEK (पॉलीथर ईथर कीटोन) और टाइटेनियम का एक विकल्प है जो स्पाइनल फ्यूजन उपकरणों में उपयोग किया जाता है।PEEK और टाइटेनियम की तुलना में, सिलिकॉन नाइट्राइड की हाइड्रोफिलिक, सूक्ष्म संरचना वाली सतह सामग्री की ताकत, स्थायित्व और विश्वसनीयता में योगदान करती है।
