سيراميك SiC وSi3N4

كربيد السيليكون (SiC) ونيتريد السيليكون (Si3N4) يتمتع كل منها بمزايا مميزة تجعلها لا تقدر بثمن في التطبيقات المختلفة. يستخدم كربيد السيليكون على نطاق واسع في قطاعي الإلكترونيات والطاقة بسبب ثباته في درجات الحرارة العالية وخصائص أشباه الموصلات. في المقابل، يحتل نيتريد السيليكون مكانة بارزة في الصناعات الميكانيكية وصناعة السيارات بسبب خصائصه الميكانيكية الفائقة ومقاومته للتآكل. فيما يلي مقارنة تفصيلية لخصائص أدائها وصناعات التطبيقات:

أداء الخصائص:

1. مقاومة درجات الحرارة العالية:

   • يمكن أن يتحمل درجات حرارة تصل إلى حوالي 1600 درجة مئوية.
   • تتراوح درجة حرارة التشغيل القصوى من 1400 درجة مئوية إلى 1800 درجة مئوية.

2. صلابة:

   • صلابة موس 9.2-9.5.
   • صلابة موس 9.5.

3. ارتداء المقاومة:

   • يُظهر كل من SiC وSi3N4 مقاومة تآكل ممتازة نظرًا لصلابتهما العالية.

4. مقاومة الأكسدة:

   • تتمتع كلتا المادتين بمقاومة جيدة للأكسدة عند درجات الحرارة المرتفعة.

5. توصيل حراري:

   • تتراوح الموصلية الحرارية بين 120-270 واط/م·ك.
   • الموصلية الحرارية حوالي 20-30 واط/م·ك.

6. الخواص الكهربائية:

   • أشباه الموصلات واسعة النطاق، مثالية للأجهزة الإلكترونية عالية الطاقة وعالية التردد.
   • يستخدم بشكل عام كعازل وللتعبئة الإلكترونية.

7. تأثير المقاومة:

   •  يعرض مقاومة جيدة للصدمات الحرارية ومقاومة التأثير الميكانيكي.

الصناعات التطبيقية:

1. الإلكترونيات وأشباه الموصلات:

   • يستخدم في الأجهزة الإلكترونية عالية الطاقة والتردد ودرجة الحرارة العالية مثل الثنائيات والدوائر MOSFETs وIGBTs.
   • تستخدم في العوازل والركائز ومواد التعبئة الإلكترونية.

2. الميكانيكية والمعادن:

   • يستخدم في تصنيع الأجزاء الميكانيكية التي تتحمل درجات الحرارة العالية والمقاومة للتآكل مثل المضخات والصمامات والمحامل والفوهات.
   • يستخدم للمكونات الميكانيكية عالية القوة والمقاومة للتآكل مثل المحامل والأختام وأدوات القطع.

3. الفضاء:

   • تستخدم في المواد الإنشائية ذات درجة الحرارة العالية والمبادلات الحرارية.
   • يستخدم في تصنيع مكونات المحرك والأجزاء الهيكلية ذات درجة الحرارة العالية.

4. الطاقة:

   •  يستخدم في المواد الإنشائية والمبادلات الحرارية في المفاعلات النووية.

5. الصناعة الكيميائية:

   •  يتم تطبيقه في أنابيب الفرن ذات درجة الحرارة العالية، وأثاث الفرن، وبطانات المفاعلات الكيميائية.

6. أجهزة طبية:

   • يستخدم في صناعة المفاصل الصناعية المتوافقة حيوياً وزراعة الأسنان.