Description de novem majoribus exhibitis materiae nitridis siliconis

Novem lineamenta majoris producti materiae nitri siliconis

1. Compositio et structura

Siliconis formula hypothetica est Si ₃ N ₄ quod est copula covalens. Ceramici nitridum Pii sunt materiae polycrystallinae, earumque structura crystallina ad systema hexagonale pertinet. Fere in duas orientationes crystallinas divisae, α et β, quarum utraque composita ex [SiN . ₄ ] ⁴ -tetraedrum. β-Si ₃ N ₄ symmetriam habet excelsum et parvum volumen molarem. Est tempus thermodynamice stabilis ad temperamentum relativum, cum α-Si ₃ N ₄ faciliter formare dynamically. Ad altum temperaturas (1400℃～1800), α Phase Phase mutationis subibit ut β genus fiat. Haec periodus immutabilis est immedicabilis, sic α periodus ad sintering confert.

2. Aspectus

Nitride Pii consecuta ex diversis gradibus cristalli varias species habet. α-Si ₃ N ₄ lana alba vel grisea est lana laxa vel acu similis, et β- ₃ N ₄ colore obscurior et densior apparet polyedro granuloso vel prifma breve. Ceramici nitridis pii striduli sunt pellucentes vel translucentes, species autem grisei, caerulei grisei usque cinereo-nigri, quae cum densitate et ratione relativa variat, et etiam alios colores ex additivis exhibet. Superficies ceramicorum siliconis nitridei metallicum splendorem politionis habet.

3. Densitas et gravitas specifica

Densitas theoricae nitridis siliconis est 3100±10kg/m ³ . Mensurata actualis vera gravitas specifica α-Si ₃ N ₄ est 3184kg / m* ³ ac gravitas specifica vera ab β-Siq ₃ N ₄ 3187kg est / m* ³ . Moles ceramicorum nitridum siliconum densitas multum pendentia in processu variat, fere plus quam 80% densitatis theoreticae, ab 2200 ad 3200kg/m vagantium. ³ . Praecipua ratio densitatis differentiae est porositas. Porositas reactionis nitridum siliconis inperdita plerumque circiter 20% est, et densitas 2200 ad 2600kg/m est. ³ , raritas autem nitridis siliconis calidi pressi infra 5% est, et densitas 3000 ad 3200kg/m est. ³ . Comparata cum aliis materiis similibus usibus, non solum densitate inferior quam omnes mixtiones altae temperaturae, sed etiam una densitate gravis inter structuras ceramicos summus temperatura.

4. Nulla ultrices

Silicon ceramicorum nitridum utendum esse potest ut materias insulatas summus temperatus, eorumque ludicris indicibus maxime pendent a synthesi methodo et puritate. Pii un nitrided-liberi in materia, et immunditias sicut metalla alcali, metalla terrae alcalina, ferrum, titanium, nickel etc. in processu apparando introducta, vitia electricas proprietates ceramicorum nitridis pii. Fere certa resistentia ceramicorum nitridorum siliconis in medio sicco in cella temperatura 1015~1016 ohms est, et dielectrica constans est 9.4~9.5. Ad altas temperaturas, ceramici nitridae silicones adhuc conservant relative altum valorem specificum resistentiae. Cum condiciones processus emendare, nitrida silicon ordines dielectricorum communiter ingredi potest.

V. Scelerisque possessiones

Sceleris dilatatio coefficiens nitride siliconis siliceae humilis est, quae est 2.53×10-6/℃, et conductivitas scelerisque 18.42W/m·K. Repugnantia concussa thermarum bonum habet, secundum solum vicus et vitrum microcrystallinum. Iuxta relationes experimentales, reactionem nitridam-silicon insperatam cum densitate 2500kg/m ³ refrigeratum ab 1200℃ ad 20℃, et post mille cyclos scelestos non finditur. Silicon nitride ceramicae scelerisque stabilitatem bonam habent et diu in calidis temperaturis adhiberi potest. Usus temperatus in atmosphaera oxidizing attingere potest 1400 , et usus temperaturae in atmosphaera neutra vel minuente 1850℃ attingere potest.

VI. Mechanica proprietatibus

Silicon nitride altas vires mechanicas habet. Inflexio vis generalis productorum fervidorum pressorum 500~700MPa est, et altae vires 1000~1200MPa attingere possunt; vis flexionis post reactionem sintering 200MPa est, et altae vires 300~400MPa attingere possunt. Quamvis locus temperatus vigore reactionis-infaustae productorum non altae sit, eius vis in calidis temperaturae 1200~1350℃ non decrescit. Silicon nitride humilis summus temperatura repens habet. Exempli gratia, onus nitridum siliconis reactionis in- 1200 est 24MPa, et deformatio 0.5% post 1000h est.

VII. Frictio coefficiens et auto-lubricata

Frictio coefficiens ceramicorum siliconis nitridei parva est, et incrementum in frictione coefficientis est etiam parva sub caliditate et velocitate condiciones calidi, quae normalem mechanismi operationem efficere potest. Haec utilitas praecipua est ceramicorum nitridorum Pii. Cum ceramici nitride pii induere incipiunt, frictio illapsum coefficientem attingit 1.0 ad 1.5. Post praecisionem stridorem, frictio coefficientis valde minuitur et remanet infra 0.5. Ergo, silicon nitride ceramicorum proprias proprietates se-lubricantes habere censentur. Dissimilis graphita, nitride boron, et talca, praecipua ratio huius auto-inductionis in structura materiae materialis posita est. Attritio superficies sub pressione leviter decomposita est ad velum tenuis aerem formandum, quae resistentiam labens inter superficies attritu minuit et lenitatem superficiei frictionis auget. Hoc modo, quo major attritus, eo minor resistentia, et maxime minutum indumentum est. Post continuam frictionem, materia tendit paulatim crescere suam frictionem coefficiens ob superficiem indumenti vel emollitionis propter incrementum caliditatis.

VIII. Machinability

Pii nitrida ceramicorum machinari possunt ad optatam figuram, praecisionem, et superficiem metam.

IX. Stabilitas chemica

Silicon nitrida bona chemicae proprietates habet et ab omnibus acidi inorganicis corrosioni resistere potest praeter acidum hydrofluoricum et sodium hydroxidum minus quam 25%. Eius oxidatio resistentia temperatus attingere potest 1400℃, eiusque usus temperatus in atmosphaera minuente 1870℃ pervenire potest. Non in metallis (praesertim aluminium liquidum) madefacit et multo magis in metallis non.

Ex supradictis physica et chemicis proprietatibus ceramicis siliconis nitridei, videri potest bonam operam ceramicorum nitridei pii peractionem peculiarem habere valorem pro operando ambitu caliditatis, caliditatis, magnae celeritatis, et validi instrumentorum mordalium saepe in hodierna technologia occurrentium. Praeclara eius commoda sunt;

Habet sequentia:

(1) Maximum vi mechanica et duritia prope corundum. Locus temperatus deflexio virium nitridum siliconis-pressi calidum tam alte quam 780-980MPa esse potest, quaedam etiam ferro mixtura altiores sunt, et vires usque ad 1200℃ sine degradatione conservari possunt.

(2) Mechanica auto-lubricatio, humilitas superficiei friction coefficiens, resistentia gerunt, modulus elasticus altus, resistentia calidissima.

(III) Maximum scelerisque expansionem coefficiens, princeps scelerisque conductivity, et bonum scelerisque inpulsa resistentia.

(4) Humilis densitas et gravis gravitas specifica.

(5) Corrosio resistentiae et resistentiae oxidationis.

(6) Bonum electrica insulation.