Kāpēc silīcija nitrīda produkti dažkārt tiek pakļauti saķepināšanas blīvēšanai?

Daudzi rūpniecības uzņēmumi šobrīd piedzīvo lielas slodzes, jo sabiedrība lielā mērā ir atkarīga no ķīmiskajām izejvielām. Lai nodrošinātu pietiekamu šo materiālu piegādi, daudzi uzņēmumi izvēlas tos ražot un pārdot, veidojot ienesīgu rūpniecības ķēdi. Silīcija nitrīda produkti ir bieži sastopami mūsu ikdienas dzīvē; tie ir ne tikai plaši izmantoti, bet arī īpaši izturīgi. Tātad, kādas ir to īpašības un pielietojums?

Silīcija nitrīda produkti satur svarīgus strukturālos materiālus. Tos izmanto ne tikai keramikā, bet arī daudzos elektroniskajos izstrādājumos, kā arī kosmosa un automobiļu komponentos, piemēram, griezējinstrumentos, keramikas gultņos, turbīnu rotoros un siltuma izlietnēs. Turklāt tā saķepināšanai un blīvēšanai ir liela nozīme tās attīstībā un pielietošanā.

Papildus iepriekš minētajām īpašībām tai ir arī nodilumizturība un, galvenais, eļļošana. Silīcija nitrīds ir īpaši-ciets materiāls ar raksturīgu eļļošanu un nodilumizturību; tas nereaģē ar citām neorganiskām skābēm, izņemot fluorūdeņražskābi, uzrāda spēcīgu izturību pret koroziju un ir izturīgs pret oksidēšanu augstā temperatūrā.

Galvenā priekšrocība ir tā lieliskā izturība pret termisko triecienu. Tas var izturēt temperatūru, kas pārsniedz 1000 grādus pēc Celsija, kam seko ātra dzesēšana un pēc tam uzsildīšana bez plaisāšanas. Pateicoties šīm izcilajām īpašībām, to bieži izmanto gultņu, gāzturbīnu blīvējumu, turbīnu lāpstiņu un pastāvīgo veidņu ražošanā.

Silīcija nitrīda izstrādājumu kušanas temperatūra tuvojas 2000 grādiem pēc Celsija un blīvums ir 3,44 g/cm³. Tā ķīmiskā formula ir Si3N4, balta pulverveida kristāliska cieta viela. Pētījumi par tā termiskā trieciena pretestību joprojām ir ierobežoti. Strukturālo izstrādājumu termiskā triecienizturība ir fizikālo un termodinamisko īpašību kombinācija. Daudzi silīcija nitrīda keramikas pielietojumi ir atkarīgi no temperatūras{7}}; krasas temperatūras izmaiņas vidē var būtiski samazināt tās fizikālās īpašības. Tāpēc nanotehnoloģiju termiskā triecienizturības izpētei ir izšķiroša teorētiskā vērtība.

Tomēr ir svarīgi atzīmēt, ka šī kušanas temperatūra nepastāv normālā spiedienā. Tas sadalās temperatūrā virs 1800 grādiem pēc Celsija. Tas var izturēt oksidāciju līdz 1400 grādiem pēc Celsija, praktiski pielietojot, sasniedzot 1200 grādus pēc Celsija. Pārsniedzot šo temperatūru, tā mehāniskā izturība samazinās. Silīcija nitrīda produkti ir kovalenti savienojumi ar augstu saites enerģiju. Pat atmosfērā, pateicoties izdedžu iedarbībai, veidosies metāla oksīdu aizsargplēve. Tāpēc silīcija nitrīda izstrādājumiem ir lieliska organiskā ķīmiskā uzticamība. Tie netiks oksidēti temperatūrā, kas ir zemāka par noteiktu diapazonu. Pie 1200 ~ 1600 grādiem veidojas aizsargplēve, kas novērš turpmāku oksidēšanos. Silīcija nitrīds + 3CO2=2N2 + 3Silīcija dioksīds. Tas nereaģē ar ūdeni.