질화규소 세라믹(Si3N4)

실리콘 질화물 세라믹은 기계적, 열적, 전기적 특성이 가장 다양하게 조합된 고성능 기술 세라믹입니다. 대부분의 금속을 능가하는 고온 성능을 지니고 있으며 크리프 및 산화 저항성이 뛰어납니다. 또한 열충격 저항성과 내마모성이 뛰어나 가장 까다로운 산업 분야에서 가장 혹독한 조건을 견딜 수 있는 우수한 소재입니다.

질화 규소 세라믹 부품의 매개 변수

질화규소 세라믹의 두 가지 주요 유형

기압 소결 실리콘 질화물(GPSN)

이 방법은 고강도의 복잡한 형상의 실리콘 질화물 부품을 생산하는 데 가장 많이 사용되는 방법입니다. GPSN 방법은 소결 보조제(일반적으로 이트리아, 산화마그네슘 및/또는 알루미나)와 바인더를 혼합하여 액상 소결을 촉진하는 실리콘 질화물 분말과 그린 세라믹 바디의 기계적 강도를 향상시키는 바인더를 사용합니다. 분말을 원하는 형태로 압축하면 그린 가공이 이루어집니다. 그런 다음 압축물을 가압 질소 대기가 있는 용광로에 넣어 치밀화를 돕고 실리콘, 질소 및 첨가제의 증발/분해를 방지합니다.

열간 압착 실리콘 질화물(HPSN)

HPSN은 질화규소 분말(소결 첨가제 포함)을 일축으로 압착하면서 동시에 열을 가하여 생산합니다. 이 공정에는 특수한 유형의 프레스와 다이가 필요합니다. 기계적 특성이 우수한 질화규소를 생산할 수 있지만, 단순한 형상만 생산할 수 있습니다. 열간 프레스된 부품을 그린 머신으로 가공하는 것은 불가능하기 때문에 복잡한 형상을 만들려면 다이아몬드 연삭이 유일한 방법입니다. 다이아몬드 연삭 및 열간 압착과 관련된 높은 비용과 어려움으로 인해 일반적으로 소량의 간단한 부품 생산에만 제한적으로 사용됩니다.

질화규소 세라믹 특성

질화규소 세라믹의 특징

  • 밀도가 매우 낮습니다;
  • 매우 높은 골절 인성;
  • 굽힘 강도가 우수합니다;
  • 뛰어난 열충격 저항성: 높은 열 스트레스 매개변수;
  • 작동 온도가 매우 높습니다.

실리콘 질화물 기계적 특성

속성 단위 GPSN HPSN HTCSNS
색상 -- 회색 또는 검은색 회색 또는 검은색 회색 또는 검은색
밀도 g/cm³ 3.2 3.3 3.25
경도 GPa 15 16 15
압축 강도 MPa 2500 3000 2500
굴곡 강도 MPa 700 900 600~800
골절 인성 MPa・m1/2 5~7 6~8 6~7
탄성 계수 GPa 300 300 300~320
포이즌 비율 -- 0.25 0.28 0.25

질화 규소 열 특성

속성 단위 GPSN HPSN HTCSNS
최대 사용 온도 ℃(무부하) 1100 1300 1100
열 전도성(25°C 기준) W/(m・K) 15~20 20~25 80~100
40-400°C에서 열 팽창 a 1 x 10-6/°C 3 3.1 3
비열 J/(kg・K) 660 650 680
열 충격 저항 ℃(물에 넣음) 550 800 --

질화 규소 전기적 특성

속성 단위 GPSN HPSN HTCSNS
유전체 상수 1MHz 6~8 8 7.8
유전체 강도(6.35mm) ac-kV/mm 15 17 --
체적 저항률 @ 25°C Ω・cm ＞1014 ＞1014 ＞1014
체적 저항률 @ 500°C Ω・cm ＞1010 ＞1010 ＞1010

*해당 값은 일반적인 재료 특성이며 제품 구성 및 제조 공정에 따라 달라질 수 있습니다. 자세한 내용은 다음 연락처로 문의하시기 바랍니다. 문의하기.

*너무 높지 않은 온도에서, Si3N4 은 강도와 내충격성이 높지만 1200℃ 이상 사용시간이 증가하면 손상되어 강도가 떨어지고, 1450℃ 이상에서는 피로손상이 발생하기 쉬우므로 Si3N4 작동 온도는 일반적으로 1300℃를 넘지 않습니다.

질화규소 세라믹 용도

  • 회전 볼 및 롤러 베어링
  • 절단 도구
  • 엔진 구성 요소
    • 밸브, 로커 암 패드, 씰 면
  • 유도 가열 코일 지지대
  • 터빈 블레이드, 베인, 버킷
  • 용접 및 납땜 지그
  • 발열체 구성 요소
  • 도가니
  • 금속 튜브 성형 롤 및 다이
  • TIG/플라즈마 용접 노즐
  • 용접 포지셔너
  • 마모가 심한 환경에서의 정밀 샤프트 및 액슬
  • 열전대 피복 및 튜브
  • 반도체 공정 장비
질화규소 세라믹 노즐
질화규소 세라믹 마모 부싱
질화규소 세라믹 부품 1
질화규소 세라믹 교반 로터
질화규소 세라믹 튜브
질화규소 세라믹 하중 지지 후크 2
질화규소 세라믹 기판
세라믹 포지셔닝 핀
실리콘 질화물 세라믹 로드
실리콘 질화물 세라믹 볼
실리콘 질화물 세라믹 볼 베어링
질화규소 세라믹 가이드 롤러

실리콘 질화물 세라믹 제조업체

그레이트 세라믹은 질화규소 세라믹 전문 제조업체입니다. 고급 세라믹에 대한 다년간의 경험을 바탕으로 재료, 디자인 및 응용 분야에 대한 조언을 기꺼이 제공합니다. 질화규소 시트, 막대, 튜브 또는 맞춤형 가공 부품을 구매하려면 당사에 문의하시면 각 전문가가 기꺼이 도와드릴 것입니다.

다른 기술 세라믹에 비해 열팽창 계수가 낮아 열충격 저항성이 우수합니다. 또한 대부분의 금속의 고온 성능을 뛰어넘는 매우 단단하며 내산화성이 뛰어납니다. 따라서 실리콘 질화물은 가장 까다로운 고온, 고부하 애플리케이션에서 가장 혹독한 조건을 견딜 수 있습니다.

질화규소 세라믹은 열팽창 계수가 낮고 열전도율이 높기 때문에 열충격 저항성이 우수합니다. 너무 높지 않은 온도에서 질화규소는 강도와 내충격성이 높지만 1200℃ 이상에서 사용 시간이 길어지면 손상되어 강도가 떨어지고 1450℃ 이상에서는 피로 손상이 더 쉽게 발생합니다. 따라서 실리콘 질화물의 사용 온도는 일반적으로 1300℃를 넘지 않습니다.

질화규소의 분자량은 140.28이고 화학식은 Si3N4이며 압력 하에서 1900°C에서 용해됩니다. 고온 소결 후 색상은 일반적으로 회색 또는 검은색입니다.