Gốm sứ SiC và Si3N4

Cacbua silic (SiC) và silicon nitrit (Si3N4) mỗi loại đều có những ưu điểm riêng biệt khiến chúng trở nên vô giá trong các ứng dụng khác nhau. Cacbua silic được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực điện tử và năng lượng do tính ổn định ở nhiệt độ cao và tính chất bán dẫn. Ngược lại, silicon nitride nổi bật trong ngành cơ khí và ô tô vì tính chất cơ học vượt trội và khả năng chống mài mòn. Dưới đây là so sánh chi tiết về đặc tính hiệu suất và các ngành ứng dụng của chúng:

Đặc điểm hiệu suất:

1. Chịu nhiệt độ cao:

   • Có thể chịu được nhiệt độ lên tới khoảng 1600°C.
   • Nhiệt độ hoạt động tối đa dao động từ 1400°C đến 1800°C.

2. Độ cứng:

   • Độ cứng Mohs 9.2-9.5.
   • Độ cứng Mohs 9.5

3. Hao mòn điện trở:

   • Cả SiC và Si3N4 đều có khả năng chống mài mòn tuyệt vời do có độ cứng cao.

4. Kháng oxy hóa:

   • Cả hai vật liệu đều có khả năng chống oxy hóa tốt ở nhiệt độ cao.

5. Dẫn nhiệt:

   • Độ dẫn nhiệt dao động từ 120-270 W/m·K.
   • Độ dẫn nhiệt khoảng 20-30 W/m·K.

6. Tính chất điện:

   • Chất bán dẫn có dải tần rộng, lý tưởng cho các thiết bị điện tử công suất cao và tần số cao.
   • Thường được sử dụng làm chất cách điện và đóng gói điện tử.

7. Chống va đập:

   •  Thể hiện khả năng chống sốc nhiệt tốt và chống va đập cơ học.

Các ngành ứng dụng:

1. Điện tử và chất bán dẫn:

   • Được sử dụng trong các thiết bị điện tử công suất cao, tần số cao và nhiệt độ cao như điốt, MOSFET và IGBT.
   • Được sử dụng trong chất cách điện, chất nền và vật liệu đóng gói điện tử.

2. Cơ khí và Luyện kim:

   • Được sử dụng trong sản xuất các bộ phận cơ khí chịu nhiệt độ cao và chống ăn mòn như máy bơm, van, vòng bi và vòi phun.
   • Được sử dụng cho các bộ phận cơ khí có độ bền cao, chịu mài mòn như vòng bi, vòng đệm và dụng cụ cắt.

3. Không gian vũ trụ:

   • Được sử dụng trong vật liệu kết cấu nhiệt độ cao và bộ trao đổi nhiệt.
   • Ứng dụng trong sản xuất linh kiện động cơ và các bộ phận kết cấu chịu nhiệt độ cao.

4. Năng lượng:

   •  Được sử dụng trong vật liệu kết cấu và bộ trao đổi nhiệt trong lò phản ứng hạt nhân.

5. Công nghiệp hóa chất:

   •  Áp dụng trong ống lò nhiệt độ cao, đồ nội thất lò nung và lớp lót lò phản ứng hóa học.

6. Các thiết bị y tế:

   • Được sử dụng trong sản xuất khớp nhân tạo tương thích sinh học và cấy ghép nha khoa.