Ceramiche SiC e Si3N4

Carburo di silicio (SiC) e nitruro di silicio (Si3N4) ciascuno presenta vantaggi distinti che li rendono preziosi in varie applicazioni. Il carburo di silicio è ampiamente utilizzato nei settori dell'elettronica e dell'energia grazie alla sua stabilità alle alte temperature e alle proprietà dei semiconduttori. Al contrario, il nitruro di silicio è importante nell'industria meccanica e automobilistica per le sue proprietà meccaniche e resistenza all'usura superiori. Di seguito è riportato un confronto dettagliato delle loro caratteristiche prestazionali e dei settori applicativi:

Caratteristiche di performance:

1. Resistenza alle alte temperature:

   • Può resistere a temperature fino a circa 1600°C.
   • La temperatura massima di esercizio varia da 1400°C a 1800°C.

2. Durezza:

   • Durezza Mohs di 9.2-9.5.
   • Durezza Mohs di 9.5.

3. Resistenza all'usura:

   • Sia SiC che Si3N4 mostrano un'eccellente resistenza all'usura grazie alla loro elevata durezza.

4. Resistenza all'ossidazione:

   • Entrambi i materiali hanno una buona resistenza all'ossidazione alle alte temperature.

5. Conduttività termica:

   • La conduttività termica varia da 120 a 270 W/m·K.
   • La conduttività termica è di circa 20-30 W/m·K.

6. Proprietà elettriche:

   • Un semiconduttore ad ampio gap di banda, ideale per dispositivi elettronici ad alta potenza e alta frequenza.
   • Generalmente utilizzato come isolante e per l'imballaggio elettronico.

7. Resistenza all'impatto:

   •  Presenta una buona resistenza agli shock termici e agli urti meccanici.

Settori applicativi:

1. Elettronica e Semiconduttori:

   • Utilizzato in dispositivi elettronici ad alta potenza, alta frequenza e alta temperatura come diodi, MOSFET e IGBT.
   • Utilizzato in isolanti, substrati e materiali di imballaggio elettronici.

2. Meccanica e Metallurgia:

   • Impiegato nella produzione di parti meccaniche resistenti alle alte temperature e alla corrosione come pompe, valvole, cuscinetti e ugelli.
   • Utilizzato per componenti meccanici ad alta resistenza e resistenti all'usura come cuscinetti, guarnizioni e utensili da taglio.

3. Aerospaziale:

   • Utilizzato in materiali strutturali ad alta temperatura e scambiatori di calore.
   • Applicato nella produzione di componenti di motori e parti strutturali ad alta temperatura.

4. Energia:

   •  Utilizzato nei materiali strutturali e negli scambiatori di calore nei reattori nucleari.

5. Industria chimica:

   •  Applicato in tubi di forni ad alta temperatura, mobili di forni e rivestimenti di reattori chimici.

6. Dispositivi medici:

   • Utilizzato nella produzione di articolazioni artificiali e impianti dentali biocompatibili.