Bloco de posicionamento de soldagem de cerâmica de nitreto de silício usado para aparelhos eletrônicos

Bloco de posicionamento de soldagem de cerâmica de nitreto de silício usado para aparelhos eletrônicos e máquinas têxteis

1 .Descrições:

A cerâmica de nitreto de silício (Si3N4) é um composto inorgânico não metálico com fortes ligações covalentes.Sua unidade estrutural básica é um tetraedro.O átomo de silício está localizado no centro do tetraedro e os quatro átomos de nitrogênio estão localizados nos quatro vértices do tetraedro.A forma de quatro tetraedros compartilhando um átomo de silício forma uma estrutura de rede contínua e forte no espaço tridimensional.Muitas propriedades do nitreto de silício são devidas à sua estrutura especial.Portanto, a força de ligação entre átomos de nitrogênio e átomos de silício na estrutura do Si3N4 é muito forte.Como uma cerâmica estrutural de alta temperatura, é conhecida como a "campeã geral" em materiais cerâmicos.

O nitreto de silício (Si3N4) contém três formas cristalinas e duas formas cristalinas são comuns.Um é o α-Si3N4, cristal em forma de agulha, que é branco ou esbranquiçado, e o outro é o β-Si3N4, que é de cor mais escura e é um poliedro granular denso ou prisma curto.Ambos são hexagonais.

Uma ordem de empilhamento mais longa leva a uma maior dureza da fase α do que da fase β.No entanto, a fase α é quimicamente instável em comparação com a fase β.Assim, na alta temperatura da fase líquida, a fase α sempre se transforma na fase β.Portanto, β-Si3N4 é a principal forma utilizada na cerâmica de nitreto de silício.

2 .Características de desempenho de materiais de nitreto de silício

UMA .Propriedades físicas do nitreto de silício:

uma .Propriedades térmicas: É uma substância refratária de alta temperatura sem ponto de fusão.Decompõe-se a cerca de 1900°C sob pressão normal.Tem forte resistência à fluência sob alta pressão.O ponto de amolecimento da reação de nitreto de silício sinterizado sem aglutinante pode ser tão alto quanto 1800°C;

b.Boa condutividade térmica;

c.Coeficiente de expansão térmica pequeno;

d.Bom desempenho de isolamento elétrico, pequeno coeficiente dielétrico, alta tensão de ruptura.

B.Propriedades químicas do nitreto de silício:

uma .Resistência à oxidação: Não reage com oxigênio em atmosfera seca abaixo de 800 °C;

b.Resistência à corrosão do metal fundido: o nitreto de silício não se infiltra e não corrói o metal fundido elementar (exceto cobre);

c.Resistência à corrosão ácida, alcalina e salina: facilmente solúvel em ácido fluorídrico e ineficaz com ácido diluído.

C. Propriedades mecânicas do nitreto de silício:

uma .A resistência a altas temperaturas é boa e a resistência a altas temperaturas a 1200°C tem pouca atenuação em comparação com a resistência à temperatura ambiente.Além disso, sua taxa de fluência de alta temperatura é muito baixa.Estes são determinados pela natureza das fortes ligações covalentes;

b.Alta dureza, perdendo apenas para alguns materiais superduros, como diamante, BN cúbico e B4C;

c.O coeficiente de atrito é pequeno e autolubrificante, semelhante à superfície de metal com óleo.

3 .Aplicação de cerâmica de nitreto de silício

Indústria automotiva: A principal aplicação do nitreto de silício sinterizado é na indústria automotiva como material de peças de motores.Nos motores de ignição por faísca, o nitreto de silício é usado para pastilhas oscilantes de menor desgaste, turbocompressores para menor inércia e menor atraso do motor e válvulas de controle de gases residuais para maior aceleração.

Rolamentos: Em comparação com outras cerâmicas, a cerâmica de nitreto de silício tem boa resistência ao impacto.Portanto, rolamentos de esferas feitos de cerâmica de nitreto de silício são usados ​​em rolamentos de alto desempenho.Um exemplo representativo é o uso de rolamentos de nitreto de silício nos motores principais dos ônibus espaciais da NASA.Como os rolamentos de esferas de nitreto de silício são mais duros que o metal, isso reduz o contato com a pista do rolamento.Os rolamentos de esferas de nitreto de silício podem ser encontrados em rolamentos automotivos de alta qualidade, rolamentos industriais, turbinas eólicas, esportes motorizados, bicicletas, patins e skates.

Materiais de alta temperatura: O nitreto de silício tem sido usado há muito tempo em aplicações de alta temperatura.Em particular, foi identificado como um dos poucos materiais cerâmicos monolíticos capazes de sobreviver a choques térmicos severos e gradientes térmicos gerados em motores de foguetes de hidrogênio/oxigênio.

Médico: O nitreto de silício tem muitas aplicações ortopédicas.O material também é uma alternativa ao PEEK (poliéter éter cetona) e titânio usado em dispositivos de fusão espinhal.Em comparação com PEEK e titânio, a superfície hidrofílica e microestruturada do nitreto de silício contribui para a resistência, durabilidade e confiabilidade do material.