Proprietà delle ceramiche al nitruro di silicio preparate con diversi metodi:
Ceramica sinterizzata al nitruro di silicio a reazione
Densità (g/cm3): 2,55~2,73
Porosità apparente (%): 10~20
Resistenza alla flessione (MPa): 250~340
Resistenza alla trazione (MPa): 120
Resistenza alla compressione (MPa): 1200
Resistenza all’impatto (N. cm/cm2): 150~200
Durezza HR (GPa): 80~85
Modulo elastico (GPa): 160
Tenacità alla frattura (MPa.√m): 2,85
Coefficiente di Weber: 12~16
Coefficiente di dilatazione termica (X10^-6/℃): 2,7 (0~1400℃)
Conducibilità termica (W/m.K): 8~12
Ceramica al nitruro di silicio sinterizzata a caldo
Densità (g/cm3): 3,17~3,40
Porosità apparente (%): ＜0,1
Resistenza alla flessione (MPa): 750~1200
Resistenza alla trazione (MPa): –
Resistenza alla compressione (MPa): 3600
Resistenza all’impatto (N. cm/cm2): 40~524
Durezza HR (GPa): 91~93
Modulo elastico (GPa): 300
Tenacità alla frattura (MPa.√m): 5,5~6,0
Coefficiente di Weber: 13
Coefficiente di dilatazione termica (X10^-6/℃): 2,95~3,5 (0~1400℃)
Conducibilità termica (W/m.K): 25
Ceramica al nitruro di silicio sinterizzata a pressione atmosferica
Densità (g/cm3): 3,20
Porosità apparente (%): 0,01
Resistenza alla flessione (MPa): 828
Resistenza alla trazione (MPa): 300
Resistenza alla compressione (MPa):＞3500
Resistenza all’impatto (N. cm/cm2):-
Durezza HR (GPa): 91~92
Modulo elastico (GPa): 300
Tenacità alla frattura (MPa.√m): 5
Coefficiente di Weber: 15
Coefficiente di dilatazione termica (X10^-6/℃): 3,2 (0~1400℃)
Conducibilità termica (W/m.K): –
Ceramica al nitruro di silicio sinterizzata
Densità (g/cm3): 3,20~3,26
Porosità apparente (%): <2
Resistenza alla flessione (MPa): 600~670
Resistenza alla trazione (MPa): 225
Resistenza alla compressione (MPa): 2400
Resistenza all’impatto (N. cm/cm2): 61~65
Durezza HR (GPa): 90~92
Modulo elastico (GPa): 271~286
Tenacità alla frattura (MPa.√m): 7.4
Coefficiente di Weber: 28
Coefficiente di dilatazione termica (X10^-6/℃): 3,55~3,6 (0~1400℃)
Conducibilità termica (W/m.K): –
Le ceramiche al nitruro di silicio hanno un’eccellente resistenza all’usura alle alte temperature e possono essere utilizzate come rotori e statori di turbine a gas;
Nei motori ceramici non raffreddati ad acqua, il nitruro di silicio sinterizzato pressato a caldo può essere utilizzato come copertura superiore del pistone;
Il nitruro di silicio sinterizzato di reazione può essere utilizzato come bruciatori, così come candele, coperchi dei pistoni, camicie dei cilindri, camere di combustione ausiliarie e parti di motori aeronautici combinati pistone-turbina per motori diesel.
Le ceramiche al nitruro di silicio hanno una buona resistenza agli shock termici, alla corrosione, un basso coefficiente di attrito e un basso coefficiente di dilatazione termica.Sono ampiamente utilizzate nelle industrie metallurgiche e di lavorazione termica per la misurazione della temperatura di pozzetti, stampi per colata, crogioli, barche e forni a muffola. , bruciatore, dispositivo dell’elemento riscaldante, rivestimento del forno di fusione dell’alluminio, condotto del liquido di alluminio, rivestimento rivestito di alluminio, rivestimento della cella elettrolitica di alluminio, tubo di radiazione termica, rullo di trasferimento, ventilatore e valvola ad alta temperatura, ecc.;
Le ceramiche al nitruro di silicio sono utilizzate come anelli di derivazione nelle macchine per colata continua orizzontali per la produzione di acciaio nell’industria siderurgica;
Le ceramiche al nitruro di silicio sono utilizzate come crogioli per estrarre il silicio monocristallino nell’industria elettronica.
Le ceramiche al nitruro di silicio hanno resistenza alla corrosione, buona resistenza all’usura e buona conduttività termica e sono ampiamente utilizzate in valvole a sfera, anelli di tenuta, filtri e componenti di scambiatori di calore nell’industria chimica.
Le ceramiche al nitruro di silicio hanno una buona resistenza all’usura, un’elevata resistenza meccanica e un basso coefficiente di attrito e sono ampiamente utilizzate nei cuscinetti a sfere, rulli, piste a sfere, viti ad alta temperatura, utensili, stampi, pompe a pistoni, materiali di tenuta, ecc. nell’industria dei macchinari .
Inoltre, le ceramiche al nitruro di silicio sono utilizzate anche nell’industria elettronica, militare e nucleare, come substrati di circuiti di commutazione, condensatori a film, isolanti per alte temperature, radome, ugelli di coda di missili, rivestimenti delle canne dei cannoni, parti di supporto per reattori nucleari, parti di isolamento e vettore di materiale di fissione nucleare, ecc.
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