Siliziumnitrid - der Werkstoff der Zukunft mit einzigartigen Eigenschaften

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-02 17:44

Derzeit werden keramische Werkstoffe zunehmend in der Eisen- und Nichteisenmetallurgie, Glas- und Feuerfestindustrie eingesetzt. Sie haben einzigartige Eigenschaften, mit denen Sie verschiedene Produktionsbereiche verbessern können. Das vielversprechendste Keramikmaterial ist Siliziumnitrid. Dies ist die Substanz der Zukunft, dank der verschiedene technologische Produktionen wieder aufgebaut werden. Zum Beispiel die Goldminenindustrie und alle Arten von Verarbeitungsbetrieben.

Was ist das für eine Substanz?

Siliziumnitrid ist ein einzigartiges keramisches Material, das in vielen Branchen seine Anwendung findet. Es gehört zur Gruppe der nichtoxidischen Keramiken, da es keine Sauerstoffatome enthält.

Siliziumnitridformel: Si₃N_4.

Struktur

Mikrostruktur Si₃N_{4 sind Mikrostäbchen, die zylindrische Kristalle bilden. Diese Eigenschaft hat sich als grundlegend wichtig bei der Bearbeitung verschiedener Gusseisenarten erwiesen, insbesondere solcher mit keramischen Einsätzen. Bei der Verwendung unterschiedlicher Metalle als Schneidstoffe ist die Geschwindigkeit nicht so hoch wie erforderlich, daher müssen verschiedene Kühlschmierstoffe verwendet werden. Aufgrund der erstaunlichen Struktur von Siliziumnitrid führt seine Verwendung zum Schneiden von Gusseisen dazu, dass es möglich ist, maximale Geschwindigkeiten ohne die Notwendigkeit von Schmierflüssigkeiten zu erreichen. Aufgrund seiner einzigartigen Zusammensetzung hat dieses Material eine hohe Schlagzähigkeit, was bedeutet, dass der Stoff eine hohe Schlagfestigkeit aufweist.}

Empfangen

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, diese Verbindung zu erh alten. Eine davon ist die chemische Fällung, die bei Temperaturen von 700 bis 900 °C durchgeführt wird. Bei Anwendung dieses Verfahrens wird eine Verbindung in amorpher Form erh alten, die ein Dielektrikum ist. Dabei kann der mögliche Wasserstoffgeh alt in diesem Material bis zu 8 % betragen. Dabei können die Stickstoff- und Siliziumatome mit dem im amorphen Niederschlag enth altenen Wasserstoff Wasserstoffbrückenbindungen bilden. Der Geh alt an Wasserstoffatomen ist abhängig von der Temperatur, bei der die Abscheidung durchgeführt wurde, sowie vom Verhältnis der Ausgangsstoffe im Gasgemisch.

Der höchste Geh alt des Stoffes tritt auf, wenn Siliziumnitrid bei niedrigen Temperaturen und hoher Ammoniakkonzentration im Gasgemisch abgeschieden wird. Wenn der Prozess in einem kleinen durchgeführt wirddas Verhältnis von Ammoniak zu Dichlorsilan, wird das Material eine ausreichend große Menge an Silizium in seiner Zusammensetzung enth alten, was zur Bildung unzureichender dielektrischer Eigenschaften führt. Widerstandsfähigkeit gegenüber Elektrizität Si₃N_{4 hängt auch von den Temperaturbedingungen ab, unter denen es hergestellt wird.}

Die Herstellung von Siliziumnitrid ist ein komplexer Prozess, bei dem eine Vielzahl von Bedingungen berücksichtigt werden müssen, damit das Produkt die Anforderungen erfüllt. Angesichts der wichtigen Bereiche, in denen es seine Anwendung findet, ist ein verantwortungsvoller Umgang mit den Bedingungen für die Hinterlegung erforderlich.

Eigenschaften von Siliziumnitrid

Dieses Material ist eine Substanz mit einzigartigen physikalischen und physikalisch-chemischen Eigenschaften.

Eines der wichtigsten Merkmale ist, dass dieser Stoff eine geringe Dichte und die höchste Schlagzähigkeit hat, was zu der Möglichkeit führt, Siliziumnitrid-Werkstoffe als Kugeln für leichte Lager zu verwenden.

Dieses Material ist hitzebeständig. Es kann bei 1300°C in einer oxidierenden Atmosphäre und bei 1600°C in einer neutralen Atmosphäre verwendet werden. Diese Eigenschaften sind auch wichtig für den Einsatz in verschiedenen industriellen Anwendungen wie Schweißprozessen.

Bewerbung

Siliziumnitrid wird aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften in verschiedenen Bereichen der verarbeitenden Industrie eingesetzt. Dieses Material ist von größter Bedeutung für die Eisenindustrie, wie zwie Sie es als Schneidwerkzeug verwenden, um die Geschwindigkeit des Prozesses zu erhöhen und auf die Verwendung von Kühl- und Schmiermitteln zu verzichten.

Außerdem wird Si₃N_{4 aufgrund der hohen Hitzebeständigkeit in verschiedenen Atmosphären beim Schweißen verschiedener Materialien verwendet. Aufgrund der einzigartigen Kombination tribologischer Eigenschaften wird Siliziumnitrid zur Herstellung von Kugeln für verschiedene Arten von Lagern verwendet.}