질화규소는 가장 포괄적인 특성을 가진 구조용 세라믹입니다

고급 세라믹은 특별한 기계적, 물리적 또는 화학적 특성을 가진 세라믹 재료를 말합니다. 원재료와 필요한 생산기술이 일반 도자기와는 사뭇 다릅니다.

특성 및 응용 프로그램에 따라 고급 세라믹에는 구조 세라믹과 기능 세라믹의 두 가지 유형이 있습니다.
구조용 세라믹은 엔지니어링 구조용 재료로 사용할 수 있는 세라믹을 말하며 일반적으로 고강도, 고경도, 고탄성률, 고온 내성, 내마모성, 내식성, 내산화성, 내열충격성 및 기타 특성을 가지고 있습니다.

장점, 단점 및 응용 프로그램이 다른 많은 종류의 구조용 세라믹이 있습니다. 질화규소 세라믹은 여러 측면에서 균형 잡힌 성능으로 인해 최고의 종합 성능을 가진 구조용 세라믹으로 간주되며 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다.

질화규소 세라믹스의 특성

질화규소(Si3N4)는 공유결합 화합물로 나눌 수 있는데, [SiN4]4-사면체를 구조단위로 하고, 규소는 정사면체의 중심에 있고, 사면체의 네 꼭짓점 위치는 질소원자로 차지하고, 질소 원자는 사면체 3개마다 공유됩니다. 이러한 사면체는 3차원 공간에서 반복되고 확장되어 최종적으로 그물망 구조를 형성한다. 질화규소의 많은 특성은 이 사면체 구조와 관련이 있습니다.

질소 원자 사이의 강한 결합으로 인해 질화 규소는 고강도, 고경도 및 고온 저항과 같은 우수한 특성을 갖습니다.
-경도는 HRA91~93에 도달할 수 있습니다.
-좋은 고온 경도, 1300~1400℃의 고온을 견딜 수 있습니다.

탄소 및 금속 원소와의 화학 반응이 작아 마찰 계수가 낮아집니다.
자체 윤활성이므로 마모에 강합니다.
강한 부식 방지 능력, 불산을 제외하고 다른 무기산과 반응하지 않으며 고온에서도 항산화 능력이 있습니다.
좋은 열충격 저항, 공기 중에서 냉각 된 다음 빠르게 가열해도 깨지지 않습니다.
고온에서 작은 크리프, 고온 및 고정 하중의 작용하에 느린 소성 변형이 매우 작습니다.

또한 질화규소 세라믹은 고강성, 고탄성계수, 고열전도성, 우수한 전기적 특성 등의 장점을 가지고 있어 고온, 고속, 강한 부식성 매질과 같은 극한 환경에서 특별한 적용가치를 가지고 있습니다. , 개발 및 응용 분야에서 가장 유망한 구조용 세라믹 재료 중 하나로 간주됩니다.

질화규소 세라믹의 응용

질화규소 세라믹 베어링

세라믹 베어링은 정밀 공작 기계, 자동차, 항공 엔진, 화학 기기, 초전도 장치 및 기타 분야에서 널리 사용됩니다.
베어링 재료로서 기본 특성은 구름 피로 수명입니다. 다양한 세라믹 베어링의 적용 가능성을 평가하기 위해 세라믹 평판을 사용하여 구름 수명 테스트를 수행합니다. 압연 수명 순위 결과는 다음과 같습니다. 알루미나 < 탄화규소 < 지르코니아 < 질화물 규소는 이러한 4가지 일반적인 엔지니어링 구조용 세라믹 중 Si3N4가 베어링 재료에 가장 적합합니다.

항공우주

항공 우주 분야에서는 재료 특성에 대한 요구 사항이 매우 엄격하여 기존 재료의 한계에 도전합니다.
Si3N4는 고온 강도, 우수한 파괴 인성, 높은 경도, 높은 유전 강도, 우수한 열 충격 저항 및 마찰 특성으로 인해 항공 우주 응용 분야에 적합한 선택이며 우수한 기계적 신뢰성과 내마모성을 보장합니다.

질화규소 세라믹은 로켓 연소기 추진기에 사용할 수 있습니다. 로켓 연소실 추진기는 재료에 대한 매우 엄격한 요구 사항이 있으며 고온 연소는 더 큰 추진력을 얻을 수 있으며 사용되는 재료는 고온을 견디고 무게가 가벼워야 합니다.

자동차 엔진의 고온 부품

자동차 엔진에 사용되는 Si3N4 세라믹 부품에는 터보차저 터빈 로터, 연소실 예열, 로커 암 인서트, 인젝터 커넥팅 로드, 밸브 가이드, 세라믹 피스톤 크라운, 글로우 플러그 등이 있습니다.

질화규소 세라믹 방열 기판

전자 산업의 방열 기판은 적시에 효과적인 방식으로 집적 회로의 구성 요소의 열을 발산해야 합니다. 또한, 기판은 온도 및 압력과 같은 매우 가혹한 조건에 대처할 수 있을 만큼 충분히 강한 기계적 특성을 가져야 합니다.
질화규소 세라믹의 열전도율은 질화알루미늄 및 산화베릴륨보다 낮지만 기본적으로 기판의 방열 요구 사항을 충족할 수 있는 일반 구조 세라믹보다 훨씬 높습니다. 또한 질화규소 세라믹의 강도 및 파괴인성은 다른 기판형 세라믹보다 훨씬 높고 포괄적인 성능이 우수한 방열 기판 재료이며 고속철도 및 전기의 전자 제어 시스템에 실제로 적용되었습니다. 차량.

다른 분야에서의 적용

질화규소 세라믹은 내열성 및 내식성이 우수하여 내화학성 및 내마모성 부품, 방위산업용 미사일 레이돔을 비롯한 반도체 산업, 의약용 세라믹 소재, 원자력 주펌프 등의 용도로 사용됩니다. 씰링 링, 폴리실리콘 환원로용 질화규소 세라믹 링, 단열 디스크 커버, 새로 개발된 질화규소 세라믹 코일 스프링은 1000℃ 온도에서 고강도를 유지할 수 있을 뿐만 아니라 강한 내식성을 가지며 특수 밸브에 사용할 수 있습니다.