Keramika SiC a Si3N4

Karbid kremíka (SiC) a nitrid kremíka (Si3N4) každý z nich má odlišné výhody, vďaka ktorým sú neoceniteľné v rôznych aplikáciách. Karbid kremíka sa vo veľkej miere používa v elektronike a energetike vďaka svojej stabilite pri vysokej teplote a vlastnostiam polovodičov. Na rozdiel od toho je nitrid kremíka prominentný v strojárskom a automobilovom priemysle pre svoje vynikajúce mechanické vlastnosti a odolnosť proti opotrebovaniu. Nižšie je uvedené podrobné porovnanie ich výkonnostných charakteristík a aplikačných odvetví:

Výkonnostné charakteristiky:

1. Odolnosť voči vysokej teplote:

   • Odoláva teplotám do cca 1600°C.
   • Maximálna prevádzková teplota sa pohybuje od 1400°C do 1800°C.

2. Tvrdosť:

   • Tvrdosť podľa Mohsa 9.2-9.5.
   • Tvrdosť podľa Mohsa 9.5.

3. Odolnosť proti opotrebovaniu:

   • SiC aj Si3N4 vykazujú vynikajúcu odolnosť proti opotrebeniu vďaka svojej vysokej tvrdosti.

4. Odolnosť proti oxidácii:

   • Oba materiály majú dobrú odolnosť proti oxidácii pri vysokých teplotách.

5. Tepelná vodivosť:

   • Tepelná vodivosť sa pohybuje od 120-270 W/m·K.
   • Tepelná vodivosť je asi 20-30 W/m·K.

6. Elektrické vlastnosti:

   • Polovodič so širokým pásmom, ideálny pre vysokovýkonné a vysokofrekvenčné elektronické zariadenia.
   • Všeobecne sa používa ako izolant a na elektronické balenie.

7. Odolnosť proti nárazu:

   •  Vykazuje dobrú odolnosť proti tepelným šokom a odolnosť proti mechanickému nárazu.

Aplikačné odvetvia:

1. Elektronika a polovodiče:

   • Používa sa vo vysokovýkonných, vysokofrekvenčných a vysokoteplotných elektronických zariadeniach, ako sú diódy, MOSFET a IGBT.
   • Používa sa v izolantoch, substrátoch a elektronických obalových materiáloch.

2. Strojárstvo a metalurgia:

   • Používa sa pri výrobe mechanických dielov odolných voči vysokej teplote a korózii, ako sú čerpadlá, ventily, ložiská a dýzy.
   • Používa sa pre vysoko pevné mechanické komponenty odolné voči opotrebovaniu, ako sú ložiská, tesnenia a rezné nástroje.

3. Letectvo a kozmonautika:

   • Používa sa vo vysokoteplotných konštrukčných materiáloch a výmenníkoch tepla.
   • Používa sa pri výrobe komponentov motorov a vysokoteplotných konštrukčných dielov.

4. energie:

   •  Používa sa v konštrukčných materiáloch a výmenníkoch tepla v jadrových reaktoroch.

5. Chemický priemysel:

   •  Používa sa vo vysokoteplotných peciach, nábytku pecí a obložení chemických reaktorov.

6. Zdravotnícke prístroje:

   • Používa sa pri výrobe biokompatibilných umelých kĺbov a zubných implantátov.