Keramika SiC a Si3N4

Karbid křemíku (SiC) a nitrid křemíku (Si3N4) každý z nich má zřetelné výhody, které je činí neocenitelnými v různých aplikacích. Karbid křemíku je široce používán v elektronickém a energetickém sektoru díky své vysokoteplotní stabilitě a polovodičovým vlastnostem. Naproti tomu nitrid křemíku je prominentní v mechanickém a automobilovém průmyslu pro své vynikající mechanické vlastnosti a odolnost proti opotřebení. Níže je podrobné srovnání jejich výkonnostních charakteristik a aplikačních odvětví:

Výkonnostní charakteristiky:

1. Odolnost vůči vysokým teplotám:

   • Odolává teplotám až do cca 1600°C.
   • Maximální provozní teplota se pohybuje od 1400°C do 1800°C.

2. Tvrdost:

   • Mohsova tvrdost 9.2-9.5.
   • Mohsova tvrdost 9.5.

3. Odolnost proti opotřebení:

   • SiC i Si3N4 vykazují vynikající odolnost proti opotřebení díky své vysoké tvrdosti.

4. Oxidační odolnost:

   • Oba materiály mají dobrou odolnost proti oxidaci při vysokých teplotách.

5. Tepelná vodivost:

   • Tepelná vodivost se pohybuje v rozmezí 120-270 W/m·K.
   • Tepelná vodivost je asi 20-30 W/m·K.

6. Elektrické vlastnosti:

   • Polovodič se širokým pásmem, ideální pro vysoce výkonná a vysokofrekvenční elektronická zařízení.
   • Obecně se používá jako izolant a pro elektronické obaly.

7. Odolnost vůči nárazu:

   •  Vykazuje dobrou odolnost proti tepelným šokům a odolnost proti mechanickému nárazu.

Aplikační odvětví:

1. Elektronika a polovodiče:

   • Používá se ve vysoce výkonných, vysokofrekvenčních a vysokoteplotních elektronických zařízeních, jako jsou diody, MOSFETy a IGBT.
   • Používá se v izolantech, substrátech a elektronických obalových materiálech.

2. Strojírenství a metalurgie:

   • Používá se při výrobě mechanických dílů odolných vůči vysokým teplotám a korozi, jako jsou čerpadla, ventily, ložiska a trysky.
   • Používá se pro vysoce pevné mechanické součásti odolné proti opotřebení, jako jsou ložiska, těsnění a řezné nástroje.

3. Letectví:

   • Používá se ve vysokoteplotních konstrukčních materiálech a výměnících tepla.
   • Používá se při výrobě součástí motorů a vysokoteplotních konstrukčních dílů.

4. Energie:

   •  Používá se v konstrukčních materiálech a výměnících tepla v jaderných reaktorech.

5. Chemický průmysl:

   •  Používá se v trubkách vysokoteplotních pecí, nábytku pecí a vyzdívek chemických reaktorů.

6. Lékařské přístroje:

   • Používá se při výrobě biokompatibilních umělých kloubů a zubních implantátů.