Céramiques à haute performance au nitrure de silicium pour les besoins industriels Haute dureté et isolation thermique

Céramiques à base de nitrure de silicium à haute performance pour les besoins industriels Haute dureté et isolation thermique

Introduction au projet
La céramique au nitrure de silicium (Si3N4) est un matériau céramique avancé de haute performance produit par frittage à haute température de la poudre de nitrure de silicium.Il est réputé pour sa combinaison unique de propriétés, y compris une dureté extrêmement élevée, une résistance à la fracture exceptionnelle, une excellente isolation thermique (faible conductivité thermique) et une résistance aux chocs thermiques remarquable.Ce matériau excelle dans les environnements extrêmes, ce qui en fait un choix idéal pour répondre aux besoins liés à la résistance à l'usure, à l'isolation thermique et à la légèreté dans de nombreux domaines industriels haut de gamme.

Applications
Grâce à sa dureté et à ses propriétés d'isolation thermique, la céramique au nitrure de silicium est largement utilisée dans divers secteurs de haute technologie:

• Composants isolants à haute température:Utilisé comme revêtement d'isolation de four et tubes de protection thermocouple dans les industries de la métallurgie et du verre, réduisant efficacement les pertes de chaleur et résistant aux températures élevées.

• Applications de scellement résistant à l'usure:Servir de joints d'étanchéité mécaniques pour les pompes, en particulier dans les milieux à haute température et hautement corrosifs, où leur dureté et leur résistance à l'usure assurent une longue durée de vie et une fiabilité.

• Aérospatiale:Utilisé dans les composants du moteur et les revêtements de la chambre de combustion, en utilisant leurs propriétés de résistance à haute température, d'isolation thermique et de légèreté (par rapport aux métaux).

• Industrie électronique:Utilisés comme palettes et rouleaux dans les fours à diffusion et les équipements CVD pour la fabrication de semi-conducteurs, où leur haute pureté et leur isolation thermique empêchent la contamination et le transfert de chaleur.

• Protection militaire:Utilisé dans l'armure transparente et la céramique balistique, car leur haute dureté résiste efficacement aux chocs.

Les avantages

1. Dureté élevée et résistance à l'usure:Haute dureté Vickers, dépassée seulement par quelques matériaux, avec une excellente résistance à l'usure et une longue durée de vie.

2. Excellente isolation thermique (faible conductivité thermique):La conductivité thermique est beaucoup plus faible que celle des métaux, ce qui en fait un excellent matériau isolant à haute température qui bloque efficacement le transfert de chaleur, économisant de l'énergie et réduisant la consommation.

3. Haute résistance et dureté:La ténacité à la fracture est plusieurs fois supérieure à celle de la céramique d'alumine, avec une excellente résistance aux chocs mécaniques et thermiques, et moins sujette à la fracture fragile.

4. Résistance à haute température et corrosion:Maintient sa résistance à des températures élevées allant jusqu'à 1200°C et présente une bonne résistance à la plupart des acides et des alcalis.

5. Faible densité et auto-lubrification:Légère, réduisant la charge du système et avec un faible coefficient de frottement pour un fonctionnement plus fluide.

Tableau des spécifications

Processus de fabrication
Nitridation of high-purity silicon powder → Obtain silicon nitride powder → Add sintering aids → Ball milling and mixing → Spray granulation → Dry pressing/Cold isostatic pressing (CIP) → Gas pressure sintering (GPS) or Hot pressing (HP) → Precision machining (diamond grinding) → Non-destructive testing → Finished product inspection.

Instructions d'utilisation

1. Pré-installation:Vérifiez si le composant en céramique présente des défauts tels que des fissures ou des bords éclaboussés.

2. Pendant l'installation:Pour les joints, utilisez des outils spécialisés pour resserrer les boulons uniformément afin d'éviter les dommages causés par un stress unilatéral.

3. Opération:Bien qu'il ait une bonne résistance aux chocs thermiques, il est tout de même conseillé d'éviter des changements de température soudains et sévères pour prolonger sa durée de vie.

4. Maintenance:En cas d'usure anormale ou de dégradation des performances, enquêtez et remplacez rapidement.

Service après-vente
Nous fournissons des conseils techniques professionnels et un soutien en matière de sélection. La période de garantie du produit est de 12 mois.et des rapports détaillés sur les essais de performance du produit et des instructions d'utilisation sont fournisNous nous engageons à réparer ou à remplacer gratuitement les problèmes causés par des défauts de matériaux ou de fabrication.

Questions fréquentes
Q1: Qu'est-ce qui est plus dur, la céramique au nitrure de silicium ou la céramique à l'alumine?
R1: La dureté de Vickers de la céramique au nitrure de silicium (HV 1400-1600) est légèrement inférieure à celle de la céramique à haute pureté à base d'alumine (HV 1600+), mais sa ténacité à la fracture est beaucoup plus élevée que celle de l'alumine,lui donnant une plus grande résistance globale aux dommages et une meilleure résistance aux chocs.

Q2: Ses performances d'isolation thermique sont-elles meilleures que celles de la céramique en zirconium?
La céramique de zirconium a une très faible conductivité thermique (~2-3 W/m·K) et est un excellent isolant thermique.La conductivité thermique du nitrure de silicium (15-25 W/m·K) est supérieure à celle du zirconium mais encore nettement inférieure à celle des métaux, le plaçant dans la catégorie des matériaux isolants thermiques, tandis que sa résistance mécanique est beaucoup plus élevée que celle du zirconium.

Q3: Pourquoi est-il beaucoup plus cher que la céramique d'alumine?
R3: Les principales raisons sont les coûts élevés des matières premières et les processus de frittage complexes.La poudre de nitrure de silicium est difficile à produire et nécessite une frittage à haute température dans une atmosphère d'azote à haute pression., ce qui entraîne des coûts élevés d'investissement dans les équipements et de consommation d'énergie.