بكرة دليل نيتريد السيليكون

خصائص ميكانيكية استثنائية

إحدى السمات المميزة لأسطوانة توجيه نيتريد السيليكون هي خصائصها الميكانيكية الاستثنائية. تتميز هذه المادة بكثافة منخفضة جدًا تبلغ 3.2~3.25 جم/سم3، وهي خفيفة الوزن وقوية للغاية. وهذا يجعل أسطوانة دليل نيتريد السيليكون مثالية للتطبيقات التي يكون فيها الوزن عاملاً حاسماً دون المساس بالمتانة. يضمن معدل الصلابة العالي HRA 92~94 أن تكون البكرات مقاومة بشكل لا يصدق للتآكل والتآكل، مما يجعلها مناسبة للبيئات المعرضة للاحتكاك والضغط المستمر.

توضح صلابة الكسر، التي تتراوح بين 6 إلى 8 ميجاباسكال1/2، قدرة المادة على تحمل الضغط الميكانيكي الكبير دون التشقق. علاوة على ذلك، تضمن قوة الانحناء التي تبلغ ≥ 900 ميجا باسكال أن تتمكن هذه الأسطوانات من الحفاظ على سلامتها الهيكلية حتى في ظل الأحمال الكبيرة، مما يسلط الضوء بشكل أكبر على متانتها.

خصائص حرارية متفوقة

تعد الإدارة الحرارية جانبًا مهمًا للعديد من التطبيقات الصناعية، وتتفوق بكرات توجيه نيتريد السيليكون في هذا المجال. قادرة على العمل في درجات حرارة تصل إلى 1300 ~ 1600 درجة مئوية، فإن أسطوانة توجيه نيتريد السيليكون مناسبة تمامًا للبيئات ذات درجات الحرارة العالية. إن مقاومتها الممتازة للصدمات الحرارية، والتي تتميز بمعلمات الإجهاد الحراري العالية، تضمن أن أسطوانة توجيه نيتريد السيليكون يمكنها تحمل التقلبات السريعة في درجات الحرارة دون التعرض للضرر.

بالإضافة إلى ذلك، فإن التوصيل الحراري المنخفض الذي يتراوح بين 23-25 ​​واط/(م·ك) يجعل هذه الأسطوانات فعالة في عزل الحرارة، وبالتالي حماية مكونات النظام الأخرى من الإجهاد الحراري. تعتبر هذه الميزة مفيدة بشكل خاص في صناعات مثل معالجة المعادن وتصنيع أشباه الموصلات، حيث يكون التحكم الحراري الدقيق أمرًا بالغ الأهمية.

المقاومة الكيميائية والمتانة

تتميز بكرات توجيه نيتريد السيليكون بثبات كيميائي ملحوظ. إنها مقاومة للتفاعل مع معظم الأحماض غير العضوية، مع كون حمض الهيدروفلوريك استثناءً ملحوظًا. يعمل هذا الخمول الكيميائي على إطالة عمرها الافتراضي حتى في البيئات الكيميائية القاسية، مما يجعل أسطوانة توجيه نيتريد السيليكون مناسبة للاستخدام في قطاعات مثل المعالجة الكيميائية والأدوية وإنتاج الأغذية.

أنواع سيراميك نيتريد السيليكون

تقدم شركة Semicorex نوعين أساسيين من سيراميك نيتريد السيليكون لبكرات التوجيه الخاصة بها: نيتريد السيليكون الملبد بضغط الغاز (GPSN) ونيتريد السيليكون المضغوط الساخن (HPSN). تم تصميم كل نوع لتوفير فوائد محددة بناءً على متطلبات التطبيق.

نيتريد السيليكون الملبد بضغط الغاز (GPSN):تتضمن طريقة GPSN خلط مسحوق نيتريد السيليكون مع مساعدات التلبيد لتعزيز تلبيد الطور السائل، إلى جانب المواد الرابطة لتعزيز القوة الميكانيكية لجسم السيراميك الأخضر. يتم بعد ذلك ضغط المسحوق إلى الشكل المطلوب، ويمكن إجراء المعالجة الخضراء. يتم وضع الكمادات في فرن به جو نيتروجين مضغوط للمساعدة في التكثيف ومنع تبخر أو تحلل السيليكون والنيتروجين والمواد المضافة. وتنتج عن هذه العملية مادة عالية الكثافة وذات هيكل موحد، مما يوفر أداءً فائقًا في التطبيقات الصعبة.

نيتريد السيليكون المضغوط على الساخن (HPSN):يتم إنتاج HPSN عن طريق الضغط أحادي المحور على مسحوق نيتريد السيليكون (مع إضافات التلبيد) مع تطبيق الحرارة في نفس الوقت. تتطلب هذه العملية ضغطًا وقوالبًا متخصصين، مما يؤدي إلى الحصول على نيتريد السيليكون بخصائص ميكانيكية ممتازة. ومع ذلك، يمكن إنتاج الأشكال البسيطة فقط من خلال هذه الطريقة. نظرًا لأنه من المستحيل تصنيع مكون يتم ضغطه على الساخن بطريقة صديقة للبيئة، فإن طحن الماس هو الطريقة الوحيدة لإنشاء أشكال هندسية معقدة. نظرًا للتكاليف المرتفعة والتحديات المرتبطة بطحن الماس والضغط الساخن، يقتصر استخدام HPSN عادةً على إنتاج مكونات بسيطة بكميات صغيرة.

صور SEM-SE لسيراميك Si3N4 بمعدل تكبير 5000 ×  و30000 × ، وتوزيع حجم المسام c ونمط XRD لعينة Si3N4