Rodas cerámicas de nitruro de silicio resistentes a altas temperaturas con dureza y resistencia a la corrosión de 18 Gpa

Piezas de cerámica de Rod de nitruro de silicio resistentes a altas temperaturas de procesamiento personalizado Si3N4

Debido a su excelente resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión, resistencia a altas temperaturas y propiedades de baja densidad, los materiales cerámicos son reconocidos como uno de los nuevos materiales más vibrantes del siglo XXI. Se clasifican, junto con los materiales metálicos, los materiales poliméricos y los materiales compuestos, como los cuatro materiales de ingeniería contemporáneos.

Los materiales cerámicos se dividen en cerámicas tradicionales y cerámicas avanzadas según su rendimiento y uso. La cerámica avanzada se diferencia significativamente de la cerámica tradicional en términos de materias primas, estructura y técnicas de preparación. Su rendimiento también varía considerablemente, y los materiales cerámicos avanzados superan en determinadas propiedades a las aleaciones modernas de alta calidad y a los materiales poliméricos.

El nitruro de silicio (Si3N4) contiene tres formas cristalinas, dos de las cuales son comunes: α-Si3N4 (cristales en forma de aguja, blancos o blanquecinos) y β-Si3N4 (poliedro granular denso de color más oscuro o prisma corto). Ambas son estructuras hexagonales.

• Propiedades térmicas: Sustancia refractaria de alta temperatura sin punto de fusión, se descompone a aproximadamente 1900 °C bajo presión normal.
• Fuerte resistencia a la fluencia bajo alta presión.
• El punto de reblandecimiento de la reacción del nitruro de silicio sinterizado sin aglutinante puede alcanzar los 1800°C
• Buena conductividad térmica
• Pequeño coeficiente de expansión térmica.
• Excelente rendimiento de aislamiento eléctrico con pequeño coeficiente dieléctrico y alto voltaje de ruptura

• Resistencia a la oxidación: No reacciona con el oxígeno en atmósfera seca por debajo de 800°C
• Resistencia a la corrosión del metal fundido: Resiste la infiltración y la corrosión de metales elementales fundidos (excepto cobre)
• Resistencia a la corrosión ácida, alcalina y salina: soluble en ácido fluorhídrico, pero resistente a ácidos diluidos.

• Excelente resistencia a altas temperaturas con atenuación mínima a 1200 °C en comparación con la resistencia a temperatura ambiente
• Tasa de fluencia a alta temperatura muy baja debido a fuertes enlaces covalentes
• Alta dureza, superada solo por materiales superduros como diamante, BN cúbico y B4C
• Bajo coeficiente de fricción con propiedades autolubricantes similares a las superficies metálicas aceitadas.

El nitruro de silicio sinterizado se utiliza principalmente en la industria automotriz como material para componentes de motores. Las aplicaciones incluyen pastillas de balancines de menor desgaste en motores de encendido por chispa, turbocompresores para reducir la inercia y el retraso del motor y válvulas de control de gases residuales para mejorar la aceleración.

Las cerámicas de nitruro de silicio ofrecen una excelente resistencia al impacto en comparación con otras cerámicas. Los rodamientos de bolas de nitruro de silicio se utilizan en aplicaciones de rendimiento, incluidos los motores principales del transbordador espacial de la NASA, rodamientos para automóviles de alta gama, rodamientos industriales, turbinas eólicas y diversos equipos deportivos.

El nitruro de silicio monolítico a granel sirve como material para herramientas de corte debido a su dureza, estabilidad térmica y resistencia al desgaste. Especialmente recomendado para mecanizado a alta velocidad de hierro fundido, acero duro y aleaciones a base de níquel.

Se utilizan como aislantes y barreras químicas en la fabricación de circuitos integrados, proporcionando aislamiento eléctrico y sirviendo como máscaras de grabado. Superior al dióxido de silicio como capa de pasivación para microchips debido a mejores propiedades de barrera de difusión contra moléculas de agua e iones de sodio.