เซรามิก SiC และ Si3N4

ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) และซิลิคอนไนไตรด์ (Si3N4) แต่ละประเภทมีข้อได้เปรียบที่แตกต่างกันซึ่งทำให้มีคุณค่าในการใช้งานต่างๆ ซิลิคอนคาร์ไบด์ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในภาคอิเล็กทรอนิกส์และพลังงาน เนื่องจากมีความเสถียรที่อุณหภูมิสูงและคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์ ในทางตรงกันข้าม ซิลิคอนไนไตรด์มีความโดดเด่นในอุตสาหกรรมเครื่องจักรกลและยานยนต์เนื่องจากมีคุณสมบัติทางกลที่เหนือกว่าและทนทานต่อการสึกหรอ ด้านล่างนี้คือการเปรียบเทียบโดยละเอียดเกี่ยวกับคุณลักษณะด้านประสิทธิภาพและอุตสาหกรรมการใช้งาน:

ลักษณะการทำงาน:

1. ทนต่ออุณหภูมิสูง:

   • สามารถทนอุณหภูมิได้สูงถึงประมาณ 1600°C
   • อุณหภูมิการทำงานสูงสุดอยู่ระหว่าง 1400°C ถึง 1800°C

2. ความแข็ง:

   • ความแข็งโมห์ 9.2-9.5
   • ความแข็งโมห์ 9.5

3. ความต้านทานการสึกหรอ:

   • ทั้ง SiC และ Si3N4 มีความต้านทานการสึกหรอดีเยี่ยมเนื่องจากมีความแข็งสูง

4. ความต้านทานการออกซิเดชั่น:

   • วัสดุทั้งสองมีความต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่ดีที่อุณหภูมิสูง

5. การนำความร้อน:

   • ค่าการนำความร้อนอยู่ระหว่าง 120-270 W/m·K
   • ค่าการนำความร้อนประมาณ 20-30 W/m·K

6. คุณสมบัติทางไฟฟ้า:

   • สารกึ่งตัวนำแถบความถี่กว้าง เหมาะสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูงและความถี่สูง
   • โดยทั่วไปใช้เป็นฉนวนและบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์

7. ทนต่อแรงกระแทก:

   •  ทนต่อแรงกระแทกจากความร้อนและทนต่อแรงกระแทกทางกลได้ดี

อุตสาหกรรมการใช้งาน：

1. อิเล็กทรอนิกส์และเซมิคอนดักเตอร์:

   • ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง ความถี่สูง และอุณหภูมิสูง เช่น ไดโอด, MOSFET และ IGBT
   • ใช้ในฉนวน วัสดุพิมพ์ และวัสดุบรรจุภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์

2. เครื่องกลและโลหะวิทยา:

   • ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนเครื่องจักรกลที่มีอุณหภูมิสูงและทนต่อการกัดกร่อน เช่น ปั๊ม วาล์ว แบริ่ง และหัวฉีด
   • ใช้สำหรับส่วนประกอบทางกลที่มีความแข็งแรงสูงและทนทานต่อการสึกหรอ เช่น ตลับลูกปืน ซีล และเครื่องมือตัด

3. การบินและอวกาศ:

   • ใช้ในวัสดุโครงสร้างที่มีอุณหภูมิสูงและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน
   • ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนเครื่องยนต์และชิ้นส่วนโครงสร้างที่มีอุณหภูมิสูง

4. พลังงาน:

   •  ใช้ในวัสดุโครงสร้างและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์

5. อุตสาหกรรมเคมี:

   •  นำไปใช้ในท่อเตาเผาอุณหภูมิสูง เฟอร์นิเจอร์เตาเผา และวัสดุบุผิวเครื่องปฏิกรณ์เคมี

6. อุปกรณ์ทางการแพทย์:

   • ใช้ในการผลิตข้อต่อเทียมที่เข้ากันได้ทางชีวภาพและรากฟันเทียม