Nitrur de silici: el material del futur amb propietats úniques

2024 Autora: Angel Austin | [email protected]. Última modificació: 2024-01-02 17:43

Actualment, els materials ceràmics s'utilitzen cada cop més a les indústries de la metal·lúrgia ferrosa i no ferrosa, del vidre i dels refractaris. Tenen propietats úniques que permeten millorar diverses àrees de producció. El material ceràmic més prometedor és el nitrur de silici. Aquesta és la substància del futur, gràcies a la qual s'estan reconstruint diverses produccions tecnològiques. Per exemple, com la indústria de la mineria d'or i tot tipus de plantes de processament.

Què és aquesta substància?

El nitrur de silici és un material ceràmic únic que troba la seva aplicació en moltes indústries. Pertany al grup de les ceràmiques sense òxid perquè no conté àtoms d'oxigen.

Fórmula de nitrur de silici: Si₃N_4.

Estructura

Microestructura Si₃N_{4 són microbarres que formen cristalls cilíndrics. Aquesta propietat va resultar ser fonamentalment important en el processament de diversos tipus de ferro colat, en particular els que contenen insercions ceràmiques. Quan s'utilitzen diferents metalls com a materials de tall, la velocitat no és tan ràpida com es requereix, per la qual cosa és necessari utilitzar una varietat de fluids de tall. A causa de la sorprenent estructura del nitrur de silici, el seu ús per tallar ferro colat fa que és possible aconseguir la màxima velocitat sense necessitat de fluids lubricants. A causa de la seva composició única, aquest material té una gran resistència a l'impacte, la qual cosa significa que la substància té una alta resistència als impactes.}

Rebre

Hi ha diverses maneres d'obtenir aquest compost. Un d'ells és la precipitació química, que es realitza a temperatures entre 700 i 900 °C. Quan s'utilitza aquest mètode, s'obté un compost en forma amorfa, que és un dielèctric. En aquest cas, el possible contingut d'hidrogen en aquest material pot arribar al 8%. En aquest cas, els àtoms de nitrogen i silici poden formar ponts d'hidrogen amb l'hidrogen contingut en el precipitat amorf. Hi ha una dependència del contingut d'àtoms d'hidrogen de la temperatura a la qual es va dur a terme la deposició, així com de la proporció de les substàncies inicials de la mescla de gasos.

El contingut més alt de la substància apareix si el nitrur de silici es diposita a baixes temperatures i a una alta concentració d'amoníac a la mescla gasosa. Si el procés es realitza en un petitla proporció d'amoníac a diclorosilà, el material inclourà una quantitat prou gran de silici en la seva composició, cosa que condueix a la formació de propietats dielèctriques insuficients. La resistència a l'electricitat Si₃N_{4 també depèn de les condicions de temperatura en què es produeix.}

La producció de nitrur de silici és un procés complex on s'han de tenir en compte diverses condicions perquè el producte compleixi els requisits. Donades les àrees importants en què troba la seva aplicació, cal abordar de manera responsable les condicions de la deposició.

Propietats del nitrur de silici

Aquest material és una substància amb propietats físiques i fisicoquímiques úniques.

Una de les característiques més importants és que aquesta substància té una baixa densitat i la màxima resistència a l'impacte, la qual cosa comporta la possibilitat d'utilitzar materials de nitrur de silici com a boles per a coixinets lleugers.

Aquest material és resistent a la calor. Es pot utilitzar a 1300 °C en atmosfera oxidant i a 1600 °C en atmosfera neutra. Aquestes propietats també són importants per utilitzar-les en diverses aplicacions industrials, com ara processos de soldadura.

Aplicació

A causa de les seves característiques úniques, el nitrur de silici s'utilitza àmpliament en diverses àrees de la indústria de processament. Aquest material és de la màxima importància per a la indústria del ferro, comcom, utilitzant-lo com a eines de tall, podeu augmentar la velocitat del procés, així com rebutjar l'ús de refrigerants i lubricants.

A més d'això, a causa de l' alta resistència a la calor en diverses atmosferes, Si₃N_{4 s'utilitza en la soldadura de diversos materials. A causa de la combinació única de propietats tribològiques, el nitrur de silici s'utilitza per fer boles per a diversos tipus de coixinets.}