SiC un Si3N4 keramika

Silīcija karbīds (SiC) un silīcija nitrīds (Si3N4) katrai no tām ir atšķirīgas priekšrocības, kas padara tās nenovērtējamas dažādās lietojumprogrammās. Silīcija karbīds tiek plaši izmantots elektronikas un enerģētikas nozarēs, pateicoties tā stabilitātei augstā temperatūrā un pusvadītāju īpašībām. Turpretim silīcija nitrīds ir ievērojams mehāniskajā un automobiļu rūpniecībā, pateicoties tā izcilajām mehāniskajām īpašībām un nodilumizturībai. Tālāk ir sniegts detalizēts to veiktspējas raksturlielumu un pielietojuma nozaru salīdzinājums:

Darbības raksturojums:

1. Augstas temperatūras izturība:

   • Var izturēt temperatūru līdz aptuveni 1600°C.
   • Maksimālā darba temperatūra svārstās no 1400°C līdz 1800°C.

2. Cietība:

   • Mosa cietība 9.2-9.5.
   • Mosa cietība 9.5.

3. Nodilumizturība:

   • Gan SiC, gan Si3N4 ir izcila nodilumizturība to augstās cietības dēļ.

4. Oksidācijas izturība:

   • Abiem materiāliem ir laba oksidācijas izturība augstā temperatūrā.

5. Siltumvadītspēja:

   • Siltumvadītspēja svārstās no 120-270 W/m·K.
   • Siltumvadītspēja ir aptuveni 20-30 W/m·K.

6. Elektriskās īpašības:

   • Plaša diapazona pusvadītājs, ideāli piemērots lieljaudas un augstfrekvences elektroniskām ierīcēm.
   • Parasti izmanto kā izolatoru un elektroniskajam iepakojumam.

7. Triecienizturība:

   •  Uzrāda labu termisko triecienu izturību un mehānisko triecienizturību.

Lietojumprogrammu nozares:

1. Elektronika un pusvadītāji:

   • Izmanto lieljaudas, augstfrekvences un augstas temperatūras elektroniskās ierīcēs, piemēram, diodēs, MOSFET un IGBT.
   • Izmanto izolatoros, substrātos un elektroniskajos iepakojuma materiālos.

2. Mehāniskā un metalurģija:

   • Izmanto augstas temperatūras un korozijizturīgu mehānisko detaļu, piemēram, sūkņu, vārstu, gultņu un sprauslu, ražošanā.
   • Izmanto augstas stiprības, nodilumizturīgām mehāniskām sastāvdaļām, piemēram, gultņiem, blīvēm un griezējinstrumentiem.

3. Aviācija:

   • Izmanto augstas temperatūras konstrukcijas materiālos un siltummaiņos.
   • Izmanto dzinēja komponentu un augstas temperatūras konstrukciju daļu ražošanā.

4. enerģija:

   •  Izmanto strukturālos materiālos un siltummaiņos kodolreaktoros.

5. Ķīmiskā rūpniecība:

   •  Lieto augstas temperatūras krāsns caurulēs, krāsns mēbelēs un ķīmisko reaktoru oderēs.

6. Medicīniskās ierīces:

   • Izmanto bioloģiski saderīgu mākslīgo locītavu un zobu implantu ražošanā.