Ներկայումս կերամիկական նյութերն ավելի ու ավելի են օգտագործվում սեւ և գունավոր մետալուրգիայի, ապակու և հրակայուն արդյունաբերության մեջ: Նրանք ունեն յուրահատուկ հատկություններ, որոնք թույլ են տալիս բարելավել արտադրության տարբեր ոլորտներ: Ամենահեռանկարային կերամիկական նյութը սիլիցիումի նիտրիդն է: Սա է ապագայի էությունը, որի շնորհիվ վերականգնվում են տարբեր տեխնոլոգիական արտադրություններ։ Օրինակ՝ ոսկու արդյունահանման արդյունաբերությունը և բոլոր տեսակի վերամշակման գործարանները։
Ի՞նչ է այս նյութը:
Սիլիցիումի նիտրիդը եզակի կերամիկական նյութ է, որն իր կիրառությունը գտնում է բազմաթիվ ոլորտներում: Այն պատկանում է ոչ օքսիդ կերամիկայի խմբին, քանի որ այն չի պարունակում թթվածնի ատոմներ։
Սիլիցիումի նիտրիդի բանաձև՝ Si3N4.
Կառուցվածք
Միկրոկառուցվածք Si3N4 միկրոձողեր են, որոնք կազմում են գլանաձև բյուրեղներ:Պարզվեց, որ այս հատկությունը սկզբունքորեն կարևոր է չուգունի տարբեր տեսակների, մասնավորապես կերամիկական ներդիրներ պարունակողների մշակման համար։ Տարբեր մետաղներ որպես կտրող նյութեր օգտագործելիս արագությունը այնքան արագ չէ, որքան պահանջվում է, ուստի անհրաժեշտ է օգտագործել տարբեր կտրող հեղուկներ: Շնորհիվ սիլիցիումի նիտրիդի զարմանալի կառուցվածքի, դրա օգտագործումը չուգուն կտրելու համար հանգեցնում է նրան, որ հնարավոր է հասնել առավելագույն արագության՝ առանց քսելու հեղուկների անհրաժեշտության: Իր յուրահատուկ բաղադրության շնորհիվ այս նյութն ունի բարձր ազդեցության ուժ, ինչը նշանակում է, որ նյութն ունի բարձր դիմադրություն հարվածներին։
Ստանալ
Այս միացությունը ստանալու տարբեր եղանակներ կան: Դրանցից մեկը քիմիական տեղումներն են, որոնք իրականացվում են 700-ից 900 °C ջերմաստիճանում։ Այս մեթոդը կիրառելիս ամորֆ ձևով միացություն է ստացվում, որը դիէլեկտրիկ է։ Այս դեպքում ջրածնի հնարավոր պարունակությունն այս նյութում կարող է լինել մինչև 8%: Այս դեպքում ազոտի և սիլիցիումի ատոմները կարող են ջրածնային կապեր ստեղծել ամորֆ նստվածքում պարունակվող ջրածնի հետ։ Ջրածնի ատոմների պարունակության կախվածություն կա այն ջերմաստիճանից, որում կատարվել է նստեցումը, ինչպես նաև գազային խառնուրդի սկզբնական նյութերի հարաբերակցությունից։
Նյութի ամենաբարձր պարունակությունը հայտնվում է, եթե սիլիցիումի նիտրիդը նստում է ցածր ջերմաստիճաններում և գազային խառնուրդում ամոնիակի բարձր կոնցենտրացիայի դեպքում: Եթե գործընթացն իրականացվում է փոքրամոնիակի և դիքլորոսիլանի հարաբերակցությունը, նյութը իր բաղադրության մեջ կներառի բավականաչափ մեծ քանակությամբ սիլիցիում, ինչը հանգեցնում է անբավարար դիէլեկտրիկ հատկությունների ձևավորմանը: Էլեկտրաէներգիայի դիմադրությունը Si3N4 նույնպես կախված է ջերմաստիճանի պայմաններից, որոնցում այն արտադրվում է:
Սիլիցիումի նիտրիդի արտադրությունը բարդ գործընթաց է, որտեղ պետք է հաշվի առնել մի շարք պայմաններ, որպեսզի արտադրանքը համապատասխանի պահանջներին: Հաշվի առնելով այն կարևոր ոլորտները, որոնցում այն գտնում է իր կիրառումը, անհրաժեշտ է պատասխանատվությամբ մոտենալ ավանդադրման պայմաններին։
Սիլիցիումի նիտրիդի հատկությունները
Այս նյութը յուրահատուկ ֆիզիկական և ֆիզիկաքիմիական հատկություններով նյութ է։
Ամենակարևոր առանձնահատկություններից մեկն այն է, որ այս նյութն ունի ցածր խտություն և հարվածի ամենաբարձր ուժ, ինչը հանգեցնում է սիլիցիումի նիտրիդային նյութերի օգտագործման հնարավորությանը որպես լուսային առանցքակալների համար նախատեսված գնդիկներ:
Այս նյութը ջերմակայուն է: Այն կարող է օգտագործվել 1300°C ջերմաստիճանում օքսիդացող մթնոլորտում և 1600°C ջերմաստիճանում՝ չեզոք մթնոլորտում: Այս հատկությունները կարևոր են նաև տարբեր արդյունաբերական ծրագրերում օգտագործելու համար, ինչպիսիք են եռակցման գործընթացները:
Դիմում
Իր յուրահատուկ հատկանիշների շնորհիվ սիլիցիումի նիտրիդը լայնորեն օգտագործվում է մշակող արդյունաբերության տարբեր ոլորտներում: Այս նյութը ամենամեծ նշանակությունն ունի երկաթի արդյունաբերության համար, քանի որինչպես, օգտագործելով այն որպես կտրող գործիքներ, կարող եք բարձրացնել գործընթացի արագությունը, ինչպես նաև հրաժարվել հովացուցիչ նյութերի և քսանյութերի օգտագործումից:
Բացի այդ, տարբեր մթնոլորտներում բարձր ջերմակայունության պատճառով Si3N4 օգտագործվում է տարբեր նյութերի եռակցման համար: Տրիբոլոգիական հատկությունների եզակի համադրության շնորհիվ սիլիցիումի նիտրիդն օգտագործվում է տարբեր տեսակի առանցքակալների համար գնդիկներ պատրաստելու համար։
