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Portuguese Ceramica al nitruro di silicio (Si3N4)
Ceramiche al nitruro di silicio: Tipi, proprietà e applicazioni dei materiali al nitruro avanzatiLe ceramiche al nitruro di silicio sono ceramiche avanzate composte principalmente da nitruri, con due forme cristalline principali: nitruro di silicio α e nitruro di silicio β. A seconda del processo di sinterizzazione, si distinguono in nitruro di silicio pressato a caldo e nitruro di silicio legato per reazione.
Processi di sinterizzazione
Nitruro di silicio pressato a caldo
-
- Questo tipo viene realizzato pressando la polvere di nitruro di silicio in uno stampo e sinterizzandola a 1700°C con una pressione di 20-30 MPa.
- Produce ceramiche dense e prive di pori, con eccellente resistenza alla flessione e tenacità.
Nitruro di silicio legato per reazione
-
- Si parte dalla polvere di silicio (Si) o nitruro di silicio (Si₃N₄), che viene modellata e poi riscaldata in un'atmosfera ricca di azoto per formare nitruro di silicio (Si + N₂ → Si₃N₄).
- I prodotti finali hanno dimensioni molto precise, ma contengono 20%-30% porosità, che li rende meno forti, duri e resistenti rispetto al nitruro di silicio pressato a caldo.
Tra tutte le ceramiche, il nitruro di silicio offre la migliore resistenza agli shock termici.
Caratteristiche principali di Nitruro di silicio Ceramica
- Eccellente autolubrificazione e resistenza all'usura
- Basso coefficiente di espansione termica
- Eccezionale resistenza agli shock termici
- Elevata durezza e basso coefficiente di attrito (0,1-0,2)
- Buona stabilità chimica e isolamento elettrico
Tabella delle proprietà della ceramica al nitruro di silicio
| Proprietà | Unità | Nitruro di silicio (Si₃N₄) |
| Generale | ||
| Colore | - | Nero |
| Permeabilità al gas | atms-cc/sec | A tenuta di gas < 10-¹⁰ |
| Assorbimento dell'acqua | % | 0 |
| Densità | g/cm³ | 3.20 |
| Proprietà meccaniche | ||
| Hardness Vickers （500 g） | GPa (kg/mm²) | 15 (1529) |
| Durezza (R45N) | - | 83 |
| Durezza alla frattura (trave dentellata) | MPa-m¹/² | 6 |
| Resistenza alla flessione (MOR) | MPa (psi x 10³) | 900 (130) |
| Resistenza alla trazione @ RT | MPa (psi x 10³) | 537 (78) |
| Resistenza alla compressione @ RT | MPa (psi x 10³) | 2500 (362) |
| Modulo elastico | GPa (psi x 10⁶) | 300 (44) |
| Rapporto di Poisson | - | 0.28 |
| Proprietà termiche | ||
| C.T.E. (25 - 600°C) | x 10-⁶/°C | 2.9 |
| Conduttività termica @ RT | W/m-K | 29 |
| Temperatura massima di utilizzo | Fahrenheit (°F) | 2462 |
| Temperatura massima di utilizzo | Celsius (°C) | 1350 |
| Proprietà elettriche | ||
| Rigidità dielettrica | V/mil | 300 |
| Costante dielettrica a 1 MHz | - | 9.1 |
| Resistività di volume, 25°C | ohm-cm | > 10¹⁴ |
*I valori rappresentano le proprietà tipiche del materiale e possono variare a seconda della configurazione del prodotto e del processo di produzione,
Per ulteriori informazioni, non esitate a contattateci.
Applicazioni della ceramica al nitruro di silicio
Nitruro di silicio pressato a caldo (HPSN)
- Utensili da taglio
- Componenti di forma semplice per applicazioni soggette a usura e ad alte temperature
- Componenti dei cuscinetti
Nitruro di silicio legato per reazione (RBSN)
- Ideale per forme complesse che richiedono un'elevata precisione
- Anelli di tenuta nell'industria petrolchimica
- Pale del rotore della turbina a gas
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