Obecnie materiały ceramiczne są coraz częściej stosowane w hutnictwie żelaza i metali nieżelaznych, przemyśle szklarskim i materiałów ogniotrwałych. Posiadają unikalne właściwości, które pozwalają usprawnić różne obszary produkcji. Najbardziej obiecującym materiałem ceramicznym jest azotek krzemu. To substancja przyszłości, dzięki której odbudowuje się różne produkcje technologiczne. Na przykład takie jak przemysł wydobycia złota i wszelkiego rodzaju zakłady przetwórcze.
Co to za substancja?
Azotek krzemu to wyjątkowy materiał ceramiczny, który znajduje zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu. Należy do grupy ceramiki beztlenkowej, ponieważ nie zawiera atomów tlenu.
Formuła azotku krzemu: Si3N4.
Struktura
Mikrostruktura Si3N4 to mikropręty, które tworzą cylindryczne kryształy. Właściwość ta okazała się mieć fundamentalne znaczenie w obróbce różnych rodzajów żeliwa, w szczególności zawierających wkładki ceramiczne. W przypadku stosowania różnych metali jako materiałów skrawających prędkość nie jest tak duża, jak jest to wymagane, dlatego konieczne jest stosowanie różnych płynów obróbkowych. Ze względu na niesamowitą strukturę azotku krzemu, jego zastosowanie do cięcia żeliwa powoduje, że możliwe jest osiągnięcie maksymalnej prędkości bez konieczności stosowania płynów smarujących. Dzięki swojemu unikalnemu składowi materiał ten charakteryzuje się dużą udarnością, co oznacza, że substancja posiada dużą odporność na uderzenia.
Odbierz
Istnieją różne sposoby uzyskania tego związku. Jednym z nich jest strącanie chemiczne, które odbywa się w temperaturach od 700 do 900°C. Stosując tę metodę, związek otrzymuje się w postaci amorficznej, która jest dielektrykiem. W takim przypadku możliwa zawartość wodoru w tym materiale może wynosić do 8%. W tym przypadku atomy azotu i krzemu mogą tworzyć wiązania wodorowe z wodorem zawartym w amorficznym osadzie. Istnieje zależność zawartości atomów wodoru od temperatury, w której przeprowadzono osadzanie, a także od stosunku substancji wyjściowych w mieszaninie gazowej.
Najwyższa zawartość substancji pojawia się, gdy azotek krzemu osadza się w niskich temperaturach i przy wysokim stężeniu amoniaku w mieszaninie gazowej. Jeśli proces odbywa się w niewielkim zakresiestosunek amoniaku do dichlorosilanu, materiał będzie zawierał w swoim składzie wystarczająco dużą ilość krzemu, co prowadzi do powstania niewystarczających właściwości dielektrycznych. Odporność na elektryczność Si3N4 zależy również od warunków temperaturowych, w jakich jest wytwarzana.
Produkcja azotku krzemu to złożony proces, w którym należy wziąć pod uwagę różne warunki, aby produkt spełniał wymagania. Biorąc pod uwagę ważne obszary, w których znajduje swoje zastosowanie, konieczne jest odpowiedzialne podejście do warunków osadzania.
Właściwości azotku krzemu
Ten materiał jest substancją o wyjątkowych właściwościach fizycznych i fizykochemicznych.
Jedną z najważniejszych cech jest to, że ta substancja ma niską gęstość i najwyższą udarność, co prowadzi do możliwości wykorzystania materiałów z azotku krzemu jako kulek do lekkich łożysk.
Ten materiał jest odporny na ciepło. Może być stosowany w temperaturze 1300°C w atmosferze utleniającej oraz w 1600°C w atmosferze obojętnej. Właściwości te są również ważne w przypadku różnych zastosowań przemysłowych, takich jak procesy spawalnicze.
Aplikacja
Ze względu na swoje unikalne właściwości azotek krzemu jest szeroko stosowany w różnych obszarach przemysłu przetwórczego. Ten materiał ma największe znaczenie dla przemysłu żelaznego, ponieważjak, używając go jako narzędzia tnącego, możesz zwiększyć szybkość procesu, a także odmówić stosowania chłodziw i smarów.
Poza tym, ze względu na wysoką odporność na ciepło w różnych atmosferach, Si3N jest używany do spawania różnych materiałów. Ze względu na unikalne połączenie właściwości trybologicznych, azotek krzemu jest używany do produkcji kulek do różnych typów łożysk.
