ამჟამად კერამიკული მასალები სულ უფრო ხშირად გამოიყენება შავი და ფერადი მეტალურგიის, მინის და ცეცხლგამძლე მრეწველობაში. მათ აქვთ უნიკალური თვისებები, რაც საშუალებას გაძლევთ გააუმჯობესოთ წარმოების სხვადასხვა სფერო. ყველაზე პერსპექტიული კერამიკული მასალაა სილიციუმის ნიტრიდი. ეს არის მომავლის სუბსტანცია, რომლის წყალობითაც შენდება სხვადასხვა ტექნოლოგიური წარმოება. მაგალითად, როგორიცაა ოქროს მომპოვებელი მრეწველობა და ყველა სახის გადამამუშავებელი ქარხანა.
რა არის ეს ნივთიერება?
სილიციუმის ნიტრიდი არის უნიკალური კერამიკული მასალა, რომელიც თავის გამოყენებას პოულობს მრავალ ინდუსტრიაში. მიეკუთვნება არაოქსიდური კერამიკის ჯგუფს, რადგან არ შეიცავს ჟანგბადის ატომებს.
სილიციუმის ნიტრიდის ფორმულა: Si3N4.
სტრუქტურა
მიკროსტრუქტურა Si3N4 არის მიკროღეროები, რომლებიც ქმნიან ცილინდრულ კრისტალებს.ეს თვისება ფუნდამენტურად მნიშვნელოვანი აღმოჩნდა სხვადასხვა ტიპის თუჯის, კერძოდ, კერამიკული ჩანართების შემცველი რკინის დამუშავებისას. სხვადასხვა ლითონების საჭრელ მასალად გამოყენებისას სიჩქარე არ არის ისეთი სწრაფი, როგორც საჭიროა, ამიტომ აუცილებელია სხვადასხვა საჭრელი სითხის გამოყენება. სილიციუმის ნიტრიდის საოცარი სტრუქტურის გამო, მისი გამოყენება თუჯის დასაჭრელად იწვევს იმ ფაქტს, რომ შესაძლებელია მაქსიმალური სიჩქარის მიღწევა საპოხი სითხეების საჭიროების გარეშე. უნიკალური შემადგენლობის გამო, ამ მასალას აქვს მაღალი ზემოქმედების ძალა, რაც ნიშნავს, რომ ნივთიერებას აქვს მაღალი წინააღმდეგობა ზემოქმედების მიმართ.
მიიღე
ამ ნაერთის მიღების სხვადასხვა გზა არსებობს. ერთ-ერთი მათგანია ქიმიური ნალექი, რომელიც ტარდება 700-დან 900 °C-მდე ტემპერატურაზე. ამ მეთოდის გამოყენებისას ნაერთი მიიღება ამორფული ფორმით, რომელიც არის დიელექტრიკი. ამ შემთხვევაში წყალბადის შესაძლო შემცველობა ამ მასალაში შეიძლება იყოს 8%-მდე. ამ შემთხვევაში, აზოტისა და სილიციუმის ატომებს შეუძლიათ შექმნან წყალბადის ბმები წყალბადთან, რომელიც შეიცავს ამორფულ ნალექში. არსებობს წყალბადის ატომების შემცველობის დამოკიდებულება ტემპერატურაზე, რომელზედაც განხორციელდა დეპონირება, აგრეთვე აირების ნარევის საწყისი ნივთიერებების თანაფარდობაზე.
ნივთიერების ყველაზე მაღალი შემცველობა ჩნდება, თუ სილიციუმის ნიტრიდი დეპონირდება დაბალ ტემპერატურაზე და ამიაკის მაღალ კონცენტრაციაზე აირისებრ ნარევში. თუ პროცესი ტარდება პატარაამიაკის თანაფარდობა დიქლოროსილანთან, მასალა შეიცავს საკმარისად დიდ რაოდენობას სილიციუმს მის შემადგენლობაში, რაც იწვევს არასაკმარისი დიელექტრიკული თვისებების წარმოქმნას. ელექტროენერგიის წინააღმდეგობა Si3N4 ასევე დამოკიდებულია ტემპერატურულ პირობებზე, რომლებშიც იგი წარმოიქმნება.
სილიციუმის ნიტრიდის წარმოება რთული პროცესია, სადაც გასათვალისწინებელია სხვადასხვა პირობები, რათა პროდუქტმა დააკმაყოფილოს მოთხოვნები. იმ მნიშვნელოვანი სფეროების გათვალისწინებით, რომლებშიც იგი პოულობს თავის გამოყენებას, აუცილებელია პასუხისმგებლობით მივუდგეთ დეპონირების პირობებს.
სილიციუმის ნიტრიდის თვისებები
ეს მასალა არის უნიკალური ფიზიკური და ფიზიკურ-ქიმიური თვისებების მქონე ნივთიერება.
ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი თვისებაა ის, რომ ამ ნივთიერებას აქვს დაბალი სიმკვრივე და ყველაზე მაღალი ზემოქმედების ძალა, რაც იწვევს სილიციუმის ნიტრიდის მასალების გამოყენების შესაძლებლობას, როგორც ბურთულები მსუბუქი საკისრებისთვის.
ეს მასალა სითბოს მდგრადია. მისი გამოყენება შესაძლებელია 1300°C-ზე ჟანგვის ატმოსფეროში და 1600°C-ზე ნეიტრალურ ატმოსფეროში. ეს თვისებები ასევე მნიშვნელოვანია სხვადასხვა სამრეწველო გამოყენებისთვის, როგორიცაა შედუღების პროცესები.
აპლიკაცია
თავისი უნიკალური მახასიათებლების გამო, სილიციუმის ნიტრიდი ფართოდ გამოიყენება გადამამუშავებელი მრეწველობის სხვადასხვა სფეროში. ამ მასალას უდიდესი მნიშვნელობა აქვს რკინის მრეწველობისთვის, როგორცროგორ, მისი საჭრელ იარაღად გამოყენებით, შეგიძლიათ გაზარდოთ პროცესის სიჩქარე, ასევე უარი თქვათ გამაგრილებლებისა და საპოხი მასალების გამოყენებაზე.
გარდა ამისა, სხვადასხვა ატმოსფეროში მაღალი სითბოს წინააღმდეგობის გამო, Si3N4 გამოიყენება სხვადასხვა მასალის შედუღებისას. ტრიბოლოგიური თვისებების უნიკალური კომბინაციის გამო, სილიციუმის ნიტრიდი გამოიყენება ბურთულების დასამზადებლად სხვადასხვა ტიპის საკისრებისთვის.
