Si3N4 अनुकूलित सिलिकॉन नाइट्राइड सिरेमिक ट्यूब, उच्च कठोरता और उच्च तापमान प्रतिरोधी सिरेमिक भागों
1।विवरण:
सिलिकॉन नाइट्राइड सिरेमिक एक अकार्बनिक सामग्री है जो सिंटरिंग के दौरान सिकुड़ती नहीं है और एक महत्वपूर्ण संरचनात्मक सामग्री है।सिलिकॉन नाइट्राइड में उच्च शक्ति होती है और यह दुनिया के सबसे कठोर पदार्थों में से एक है।इसमें चिकनाई है, और इसमें पहनने के प्रतिरोध, उच्च शक्ति, कम घनत्व और उच्च तापमान प्रतिरोध जैसे गुण हैं।सिलिकॉन नाइट्राइड में कम तापीय विस्तार गुणांक और उच्च तापीय चालकता होती है, इसलिए इसमें उत्कृष्ट तापीय आघात प्रतिरोध होता है।1000 ° C तक गर्म होने और ठंडे पानी में डालने पर सिलिकॉन नाइट्राइड नहीं फटेगा।यह उच्च तापमान के लिए बेहद प्रतिरोधी है, और इसकी ताकत को गिरने के बिना 1200 डिग्री सेल्सियस के उच्च तापमान तक बनाए रखा जा सकता है।गर्म होने के बाद यह पिघलेगा नहीं, और 1900°C तक विघटित नहीं होगा।इसमें अद्भुत रासायनिक संक्षारण प्रतिरोध भी है।हाइड्रोफ्लोरिक एसिड को छोड़कर, यह 30% से कम अन्य अकार्बनिक एसिड या कास्टिक सोडा समाधान के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, और यह कई कार्बनिक अम्लों द्वारा जंग के लिए प्रतिरोधी भी है।इसी समय, यह एक उच्च-प्रदर्शन विद्युत इन्सुलेट सामग्री है।सिलिकॉन नाइट्राइड सिरेमिक की उत्कृष्ट विशेषताओं के कारण यह उन जगहों पर सिलिकॉन नाइट्राइड सिरेमिक के साथ मिश्र धातु इस्पात को बदलने के लिए अधिक उपयुक्त है जहां उच्च शक्ति, कम घनत्व और उच्च तापमान प्रतिरोध की आवश्यकता होती है।लोग अक्सर इसका इस्तेमाल करते हैं।बीयरिंग, टर्बाइन ब्लेड, मैकेनिकल सील रिंग, स्थायी मोल्ड और अन्य यांत्रिक घटकों का निर्माण करने के लिए।
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।
धातु काटने के उपकरण: बल्क मोनोलिथिक सिलिकॉन नाइट्राइड का उपयोग इसकी कठोरता, थर्मल स्थिरता और पहनने के प्रतिरोध के कारण उपकरण काटने के लिए सामग्री के रूप में किया जाता है।कच्चा लोहा की उच्च गति मशीनिंग के लिए विशेष रूप से सिफारिश की जाती है।गर्म कठोरता, फ्रैक्चर क्रूरता और थर्मल शॉक प्रतिरोध का मतलब है कि निसादित सिलिकॉन नाइट्राइड कच्चा लोहा, कठोर स्टील और निकल-आधारित मिश्र धातुओं को काट सकता है।
इलेक्ट्रॉनिक्स: विभिन्न संरचनाओं को विद्युत रूप से अलग करने के लिए या बल्क माइक्रोमशीनिंग में ईच मास्क के रूप में एकीकृत सर्किट के निर्माण में अक्सर इंसुलेटर और रासायनिक बाधाओं के रूप में उपयोग किया जाता है।माइक्रोचिप्स के लिए एक निष्क्रियता परत के रूप में, यह सिलिकॉन डाइऑक्साइड से बेहतर है क्योंकि यह पानी के अणुओं और सोडियम आयनों के लिए काफी बेहतर प्रसार अवरोधक है, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक में जंग और अस्थिरता के दो प्रमुख स्रोत हैं।
कोर कॉपर वायर पावर केबल, प्रत्येक कोर में एक अलग रंग का इंसुलेटिंग शीथ होता है, जो सभी एक बाहरी सुरक्षात्मक म्यान के भीतर होता है।उच्च वोल्टेज निलंबन टावरों पर इन्सुलेटर इंसुलेटर (डिस्क की लंबवत रेखाएं) के तारों को निलंबित करें।
