سرامیک SiC و Si3N4

کاربید سیلیکون (SiC) و نیترید سیلیکون (Si3N4) هر کدام دارای مزایای مشخصی هستند که آنها را در کاربردهای مختلف ارزشمند می کند. کاربید سیلیکون به دلیل پایداری در دمای بالا و خواص نیمه هادی آن به طور گسترده در بخش های الکترونیک و انرژی استفاده می شود. در مقابل، نیترید سیلیکون به دلیل خواص مکانیکی برتر و مقاومت در برابر سایش در صنایع مکانیکی و خودروسازی برجسته است. در زیر مقایسه دقیقی از ویژگی های عملکرد و صنایع کاربردی آنها آورده شده است:

ویژگی های عملکرد:

1. مقاومت در برابر درجه حرارت بالا:

   • می تواند تا دمای 1600 درجه سانتی گراد را تحمل کند.
   • حداکثر دمای عملیاتی بین 1400 درجه سانتیگراد تا 1800 درجه سانتیگراد است.

2. سختی:

   • سختی Mohs 9.2-9.5.
   • سختی Mohs 9.5.

3. مقاومت در برابر سایش:

   • هر دو SiC و Si3N4 به دلیل سختی بالایی که دارند، مقاومت سایشی عالی از خود نشان می دهند.

4. مقاومت در برابر اکسیداسیون:

   • هر دو ماده در دماهای بالا مقاومت اکسیداسیون خوبی دارند.

5. هدایت حرارتی:

   • رسانایی حرارتی بین 120-270 W/m·K متغیر است.
   • هدایت حرارتی حدود 20-30 W/m·K است.

6. خواص الکتریکی:

   • یک نیمه هادی باندگپ گسترده، ایده آل برای دستگاه های الکترونیکی پرقدرت و فرکانس بالا.
   • به طور کلی به عنوان عایق و برای بسته بندی الکترونیکی استفاده می شود.

7. مقاومت در برابر ضربه:

   •  مقاومت شوک حرارتی و مقاومت ضربه مکانیکی خوبی از خود نشان می دهد.

صنایع کاربردی:

1. الکترونیک و نیمه هادی ها:

   • در دستگاه های الکترونیکی پرقدرت، فرکانس بالا و دمای بالا مانند دیودها، ماسفت ها و IGBT ها استفاده می شود.
   • در عایق ها، بسترها و مواد بسته بندی الکترونیکی استفاده می شود.

2. مکانیک و متالورژی:

   • در ساخت قطعات مکانیکی با دمای بالا و مقاوم در برابر خوردگی مانند پمپ ها، شیرها، یاتاقان ها و نازل ها استفاده می شود.
   • برای قطعات مکانیکی با استحکام بالا و مقاوم در برابر سایش مانند بلبرینگ ها، مهر و موم ها و ابزارهای برش استفاده می شود.

3. هوافضا:

   • در مصالح ساختمانی با دمای بالا و مبدل های حرارتی استفاده می شود.
   • در ساخت اجزای موتور و قطعات ساختاری با دمای بالا استفاده می شود.

4. انرژی:

   •  در مواد ساختاری و مبدل های حرارتی در راکتورهای هسته ای استفاده می شود.

5. صنایع شیمیایی:

   •  در لوله های کوره با دمای بالا، مبلمان کوره، و پوشش های راکتور شیمیایی استفاده می شود.

6. تجهیزات پزشکی:

   • در ساخت مفاصل مصنوعی زیست سازگار و ایمپلنت های دندانی استفاده می شود.