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Turkish Céramiques à base de nitrure de silicium (Si3N4)
Les céramiques à base de nitrure de silicium présentent la combinaison la plus polyvalente de propriétés mécaniques, thermiques et électriques et constituent une céramique technique de haute performance. Elles ont une capacité de résistance aux températures élevées qui dépasse celle de la plupart des métaux, et une excellente résistance au fluage et à l'oxydation. En outre, son excellente résistance aux chocs thermiques et sa grande résistance à l'abrasion en font un excellent matériau capable de résister aux conditions les plus difficiles dans les applications industrielles les plus exigeantes.
Les deux principaux types de céramiques à base de nitrure de silicium
Nitrure de silicium fritté sous pression (GPSN)
Il s'agit de la méthode la plus populaire pour produire des composants en nitrure de silicium à haute résistance et à géométrie complexe. La méthode GPSN utilise une poudre de nitrure de silicium qui a été mélangée à des adjuvants de frittage pour favoriser le frittage en phase liquide (généralement de l'yttrium, de l'oxyde de magnésium et/ou de l'alumine) ainsi qu'à des liants pour améliorer la résistance mécanique du corps céramique vert. La poudre est pressée dans la forme souhaitée et l'usinage en vert peut avoir lieu. Les compacts sont ensuite placés dans un four sous atmosphère d'azote sous pression pour faciliter la densification et empêcher l'évaporation/décomposition du silicium, de l'azote et des additifs.
Nitrure de silicium pressé à chaud (HPSN)
Le HPSN est produit en pressant uniaxialement de la poudre de nitrure de silicium (avec des additifs de frittage) tout en appliquant de la chaleur. Un type spécial de presse et de matrice est nécessaire pour ce processus. Il permet d'obtenir un nitrure de silicium doté d'excellentes propriétés mécaniques, mais seules des formes simples peuvent être produites. Comme il est impossible d'usiner en vert un composant pressé à chaud, la rectification au diamant est le seul moyen de créer des géométries complexes. En raison des coûts élevés et des difficultés associées à la rectification au diamant et au pressage à chaud, son utilisation est généralement limitée à la production de composants simples en petites quantités.
Propriétés des céramiques à base de nitrure de silicium
Caractéristiques des céramiques à base de nitrure de silicium
- Très faible densité ;
- Très grande résistance à la rupture ;
- Bonne résistance à la flexion ;
- Excellente résistance aux chocs thermiques : paramètres de contrainte thermique élevés ;
- Température de fonctionnement extrêmement élevée.
Propriétés mécaniques du nitrure de silicium
| Propriétés | Unité | GPSN | HPSN | HTCSNS |
|---|---|---|---|---|
| Couleur | -- | Gris ou noir | Gris ou noir | Gris ou noir |
| Densité | g/cm³ | 3.2 | 3.3 | 3.25 |
| Dureté | GPa | 15 | 16 | 15 |
| Résistance à la compression | MPa | 2500 | 3000 | 2500 |
| Résistance à la flexion | MPa | 700 | 900 | 600~800 |
| Résistance à la rupture | MPa・m1/2 | 5~7 | 6~8 | 6~7 |
| Module d'élasticité | GPa | 300 | 300 | 300~320 |
| Rapport Poissons | -- | 0.25 | 0.28 | 0.25 |
Propriétés thermiques du nitrure de silicium
| Propriétés | Unité | GPSN | HPSN | HTCSNS |
|---|---|---|---|---|
| Température maximale d'utilisation | ℃(à vide) | 1100 | 1300 | 1100 |
| Conductivité thermique à 25°C | W/(m・K) | 15~20 | 20~25 | 80~100 |
| Dilatation thermique a à 40-400°C | 1 x 10-6/°C | 3 | 3.1 | 3 |
| Chaleur spécifique | J/(kg・K) | 660 | 650 | 680 |
| Résistance aux chocs thermiques | ℃(Mettre dans l'eau) | 550 | 800 | -- |
Propriétés électriques du nitrure de silicium
| Propriétés | Unité | GPSN | HPSN | HTCSNS |
|---|---|---|---|---|
| Constante diélectrique | 1MHz | 6~8 | 8 | 7.8 |
| Rigidité diélectrique (6,35 mm) | ac-kV/mm | 15 | 17 | -- |
| Résistivité volumique à 25°C | Ω・cm | ＞1014 | ＞1014 | ＞1014 |
| Résistivité volumique à 500°C | Ω・cm | ＞1010 | ＞1010 | ＞1010 |
*Les valeurs sont des propriétés typiques des matériaux et peuvent varier en fonction de la configuration des produits et du processus de fabrication. Pour plus de détails, n'hésitez pas à nous contacter.
*A une température pas trop élevée, Si3N4 a une résistance élevée et une résistance aux chocs, mais il sera endommagé avec l'augmentation du temps d'utilisation au-dessus de 1200℃, réduisant sa résistance, et il est plus sujet à des dommages de fatigue au-dessus de 1450℃, de sorte que Si3N4 La température de fonctionnement ne dépasse généralement pas 1300 ℃.
Utilisation des céramiques à base de nitrure de silicium
- Roulements à billes et à rouleaux
- Outils de coupe
- Composants du moteur
- soupapes, coussinets de culbuteurs, surfaces d'étanchéité
- Supports de bobines de chauffage par induction
- Aubes de turbines, aubes, godets
- Gabarits de soudage et de brasage
- Composants de l'élément chauffant
- Creusets
- Rouleaux et matrices de formage de tubes métalliques
- Buses de soudage TIG / Plasma
- Positionneurs de soudure
- Arbres et axes de précision dans des environnements à forte usure
- Gaines et tubes de thermocouple
- Équipements de traitement des semi-conducteurs
Questions fréquemment posées
Fabricants de céramiques à base de nitrure de silicium
Great Ceramic est un fabricant professionnel de céramiques à base de nitrure de silicium. Nous sommes toujours heureux de mettre à profit nos nombreuses années d'expérience dans le domaine des céramiques de pointe pour vous conseiller sur les matériaux, les conceptions et les applications. Si vous souhaitez acheter des feuilles, des tiges, des tubes ou des pièces usinées sur mesure en nitrure de silicium, n'hésitez pas à nous contacter et chacun de nos experts se fera un plaisir de vous aider.
