מאמר זה מציג את המאפיינים של לבני סיליקון ניטריד משולבות סיליקון קרביד. לבני סיליקון קרביד שייכות ללבנים עקשן מיוחדות. יש לו לא רק מאפיינים של צפיפות גבוהה, חוזק גבוה, יציבות זעזועים תרמית טובה, נקודת ריכוך עומס גבוהה, מוליכות תרמית טובה וערך התנגדות גבוה, אלא גם בעל תכונות אנטי קריוליט מצוינות. , אלומיניום פלואוריד, נתרן פלואוריד וסידן פלואוריד ועמידות בפני קורוזיה התכה וחמצון אחרים. משמש בעיקר לבניית קרמיקה סניטרית, פורצלן לשימוש יומיומי, פורצלן חשמלי, אלומיניום, נחושת, אבץ, ייצור וגלגול פלדה, ייצור ברזל, טיפול בחום מתכת, הגנת הסביבה ותחומים אחרים.
1. הקדמה
לבני סיליקון קרביד מלוכדות בסיליקון ניטריד הוא חומר לבנים עקשן מיוחד ומתקדם עם חול סיליקון קרביד כחומר הגלם העיקרי וסיליקון ניטריד כשלב הקישור. מכיוון ש-SiC ו-Si3N4 שניהם תרכובות קשר קוולנטי, סינטר קשה, ולכן הם מוכנים בדרך כלל על ידי סינטר תגובה בייצור תעשייתי. שימוש ב-SiC כמצרף, הוספת אבקת סיליקון מתכת, בחירת הדרגת חלקיקים סבירה, מערכת ערבוב ותהליך יציקה, הגוף הירוק המיובש נורה בציוד שריפה מיוחד באווירת חנקן. במהלך תהליך השריפה, ה-Si3N4 הנוצר (שלב קשירת המטריצה) הוא גביש אפור-לבן, שיכול ביעילות לחבר את חלקיקי ה-SiC (מצטיר) יחדיו כדי ליצור מבנה רשת מרחבי, כך שללבנה יש מאפיינים שאין דומה להם של חומרים עקשניים אחרים. סיליקון ניטריד בשילוב עם חומרי סיליקון קרביד הם מדינות מפותחות זרות כגון חברות Norton ו-Carborundum בארצות הברית, חברות An-nawevrk ו-HTK בגרמניה, וחברות TKR ו-NGK ביפן. לבנים מיוחדות של סיליקון קרביד. החומר הזה הוצג לארצי באמצע ה-1980. לאחר שנים של קידום ויישום, הבינו בהדרגה את המאפיינים המעולים של סיליקון ניטריד לבני עקשן מיוחדות בשילוב עם סיליקון קרביד.
2. ביצועים
חוזק הכפיפה בטמפרטורה גבוהה של סיליקון ניטריד בשילוב עם סיליקון קרביד הוא פי 4 עד 8 מזה של חסיני אש רגילים; מקדם ההתפשטות התרמית הוא מחצית מזה של חסיני אש גבוהים מאלומיניום; המוליכות התרמית היא פי 7 עד 8 מזו של חומרי עקשן רגילים, והחוזק עולה עם הטמפרטורה. כאשר הטמפרטורה עולה ל-1400 מעלות, הכוח מתחיל לרדת; אך כאשר הטמפרטורה יורדת ל-1500 מעלות, הוא עדיין שומר על מדד חוזק הכיפוף בטמפרטורת החדר. המוליכות התרמית של החומר יורדת בהדרגה עם עליית הטמפרטורה. יש לו מאפיינים של יציבות זעזועים תרמית טובה, נקודת ריכוך עומס גבוהה, מוליכות תרמית טובה וערך התנגדות גבוה, ויש לו עמידות מצוינת בפני קורוזיה התכה ועמידות חמצון של קריוליט, אלומיניום פלואוריד, נתרן פלואוריד וסידן פלואוריד. הביצועים שלו מתוארים כך:
1) סיליקון ניטריד בשילוב לבני סיליקון קרביד קשות במרקם, עם קשיות Mohs של כ-9. הם חומרים בעלי קשיות גבוהה בין חומרים שאינם מתכתיים, וקשיותם שנייה רק ליהלום.
2) חוזק הטמפרטורה הרגיל של לבני סיליקון קרביד בשילוב סיליקון ניטריד הוא גבוה, והוא כמעט שומר על חוזק וקשיות זהה לטמפרטורה הרגילה בטמפרטורה גבוהה של 1200-1400 מעלות. עם שימוש באטמוספרות שונות, טמפרטורת השימוש הבטוחה המקסימלית יכולה להגיע ל-1650 ~ 1750 מעלות.
3) מקדם ההתפשטות התרמית קטן, המוליכות התרמית גבוהה בהשוואה לסיליקון קרביד ולבנים אחרות, לא קל ליצור מתח תרמי, יש לו יציבות הלם תרמית טובה וחיי שירות ארוכים. עמידות בזחילה בטמפרטורות גבוהות, עמידות בפני קורוזיה, עמידות בפני קור וחום קיצוניות, עמידות בחמצון, קלה להפיכה ללבנים עקשן מיוחדות עם דיוק ודרישות ממדים גבוהים.
במאמר הבא נדבר על טווח היישומים של סיליקון ניטריד בשילוב לבני סיליקון קרביד.
