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#Tendances produits
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Connaissez-vous les cinq principales applications des céramiques en nitrure de silicium ?
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les applications de la céramique en nitrure de silicium
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Les céramiques en nitrure de silicium ont une résistance aux températures élevées, à la corrosion, à l'usure et des propriétés électriques uniques et sont considérées comme l'un des matériaux céramiques structurels à haute température les plus prometteurs.
Moteur d'avion
La structure mécanique du futur moteur aéronautique sera plus simple que celle du type existant, avec moins de composants, et fonctionnant à une température d'entrée de turbine et une charge de composants plus élevées. Sa fiabilité et la durée de vie des composants seront également améliorées. Les matériaux des turbines doivent répondre aux exigences en termes de résistance à la traction, de résistance au fluage, de résistance à la corrosion à haute température et de résistance aux dommages causés par les impacts. L'utilisation de matériaux céramiques ayant de meilleures performances thermiques peut réduire la quantité d'air de refroidissement nécessaire et augmenter considérablement la température des gaz.
Dans le passé, les moteurs des grands avions utilisaient principalement des matériaux à haute température à base de nickel, et les matériaux en nitrure de silicium ont une plus grande solidité, une meilleure résistance au fluage et à l'oxydation que les alliages résistants à la chaleur à base de nickel à des températures supérieures à 1000°C et ont une faible densité. Seuls 40 % de l'alliage résistant à la chaleur peuvent répondre aux exigences des futurs moteurs d'avion en matière de réduction du poids et de la consommation de carburant.
Industrie mécanique
Les céramiques en nitrure de silicium peuvent être utilisées comme aubes de turbine, bagues d'étanchéité mécanique, roulements à haute température, outils de coupe à grande vitesse, moules permanents, etc. dans l'industrie des machines. Dans l'industrie des machines traditionnelles, de nombreux dispositifs utilisent des matériaux métalliques. Comme le métal sera corrodé, la fiabilité et la durée de vie de ces dispositifs sont grandement affectées. Les matériaux céramiques en nitrure de silicium ont une excellente résistance à l'usure, à la corrosion et aux chocs thermiques à haute température. Ils peuvent remplacer les matériaux métalliques dans le domaine de l'industrie des machines.
Par exemple, le nitrure de silicium peut être utilisé pour fabriquer des roulements à billes légers et très rigides. Il est plus précis que les roulements en métal, génère moins de chaleur et peut fonctionner à des températures plus élevées et dans des milieux corrosifs. La buse à vapeur en céramique de nitrure de silicium présente les caractéristiques de résistance à l'usure et de résistance à la chaleur, et ne présente aucun dommage évident après avoir été utilisée dans une chaudière à 650°C pendant quelques mois, alors que d'autres buses en acier allié résistant à la chaleur et à la corrosion ne peuvent être utilisées que pendant 1 à 2 mois dans les mêmes conditions.
Broyage ultrafin
Les céramiques en nitrure de silicium sont des composés covalents dont la liaison repose principalement sur des liaisons covalentes entre les atomes, et le matériau préparé lui-même présente une dureté et une résistance à l'usure élevées. Le nitrure de silicium présente une dureté élevée, qui n'est dépassée que par quelques matériaux super durs comme le diamant et le nitrure de bore cubique, et possède un faible coefficient de frottement et des propriétés autolubrifiantes. Dans les industries des poudres ultrafines et de la transformation alimentaire, les billes de broyage en céramique de nitrure de silicium ont des performances supérieures à celles des billes de broyage traditionnelles, avec une dureté plus élevée et une meilleure résistance à l'usure.
Substrat céramique
Avec le développement rapide des technologies de l'information, l'intégration des circuits intégrés est de plus en plus importante, et la densité de câblage est de plus en plus élevée. Si le substrat du boîtier électronique ne peut pas dissiper la chaleur à temps, une grande quantité de chaleur s'accumulera sur le circuit intégré, ce qui finira par entraîner sa défaillance et son endommagement. C'est pourquoi la conductivité thermique du substrat est extrêmement importante. Les céramiques en nitrure de silicium sont les matériaux céramiques structurels les plus performants. La conductivité thermique théorique du monocristal de Si3N4 peut atteindre plus de 400W- M-1, ce qui a le potentiel de devenir un substrat à haute conductivité thermique. En raison de ses excellentes propriétés mécaniques et de son potentiel de conductivité thermique élevé, les céramiques de Si3N4 devraient compenser la pénurie d'oxyde d'aluminium, de nitrure d'aluminium et d'autres matériaux de substrat existants ont de grandes perspectives de marché dans l'application de substrat d'emballage électronique.
Domaine métallurgique
Les matériaux céramiques en nitrure de silicium ont une excellente stabilité chimique et d'excellentes propriétés mécaniques. Ils peuvent être utilisés comme composants sur des équipements thermiques tels que les creusets, les brûleurs, les revêtements de cellules d'électrolyse de l'aluminium, etc. dans l'industrie métallurgique. Les céramiques en nitrure de silicium ont une bonne résistance à l'oxydation. La température de résistance à l'oxydation peut atteindre 1400°C. Elle est stable dans une atmosphère oxydante sèche en dessous de 1400°C, et la température d'utilisation peut atteindre 1300°C. Et le matériau en nitrure de silicium peut être utilisé dans un environnement de froid et de chaleur rapides, il a donc également un très large éventail d'applications dans l'industrie métallurgique.