L'applicazione della ceramica al nitruro di silicio nel campo dei macchinari

L'applicazione della ceramica al nitruro di silicio nel campo dei macchinari

1. Utilizzato per il risparmio energetico e la riduzione delle emissioni dei motori automobilistici

I materiali ceramici per automobili sono materiali inorganici non metallici con strutture fini ottenuti tramite processi speciali come pretrattamento, frantumazione, macinazione, miscelazione, formatura, essiccazione, sinterizzazione, ecc., utilizzando ossidi, nitruri, boruri e altre materie prime ad alta purezza e ultrafini. Presenta una serie di vantaggi come elevata resistenza, elevata resistenza al calore, resistenza alla corrosione, elevata durezza, elevata resistenza all'usura, bassa densità, piccola deformazione e resistenza agli shock termici, in particolare la sua resistenza alla trazione e alla flessione può essere paragonata ai metalli. Utilizzando materiali ceramici al nitruro di silicio per la fabbricazione di motori, a causa dell'aumento della temperatura, il carburante può essere completamente bruciato e i componenti inquinanti nei gas di scarico possono essere significativamente ridotti. Ciò non solo riduce il consumo di energia, ma riduce anche l'inquinamento ambientale.

4. Applicazione nel campo aerospaziale

Gli esperti sottolineano che dopo che il tempo medio di utilizzo dei motori aeronautici supera le migliaia di ore, si verifica un problema di resistenza alle alte temperature del motore, che deve essere risolto dalla ceramica di isolamento termico. Allo stesso tempo, per ridurre il consumo di carburante, è necessario ridurre il peso dell'aereo e i motori in ceramica possono aiutare a raggiungere questo obiettivo.

5. Applicazione nel campo della medicina

Le articolazioni artificiali possono essere realizzate nell'ingegneria medica.

1. Industria meccanica

Nell'industria meccanica, la ceramica al nitruro di silicio può essere utilizzata come pale di turbine, anelli di tenuta meccanici, cuscinetti ad alta temperatura, utensili da taglio ad alta velocità, stampi permanenti, ecc. L'affidabilità e la durata di questi dispositivi saranno notevolmente influenzate dalla corrosione del metallo. Tuttavia, i materiali ceramici al nitruro di silicio hanno un'eccellente resistenza all'usura, alla corrosione e agli shock termici ad alta temperatura, che possono sostituire i materiali metallici nel campo dell'industria meccanica.

2. Campo metallurgico

I materiali ceramici in nitruro di silicio presentano un'eccellente stabilità chimica e proprietà meccaniche e possono essere utilizzati come crogioli, tavoli di lavoro per combustione, rivestimento di batterie in alluminio termoplastico e altri componenti di apparecchiature termiche nell'industria metallurgica; le ceramiche in nitruro di silicio presentano una buona resistenza all'ossidazione e la temperatura di ossidazione dei materiali in nitruro di silicio può essere utilizzata in ambienti con raffreddamento e riscaldamento rapidi, pertanto sono ampiamente utilizzati anche nell'industria metallurgica.

3. Macinazione ultra fine

Le ceramiche di nitruro di silicio sono un composto covalente il cui legame dipende principalmente dai legami covalenti tra gli atomi. Il materiale preparato stesso ha elevata durezza e resistenza all'usura. La durezza del nitruro di silicio è molto elevata, seconda solo al diamante, al nitruro di boro cubico e ad alcuni materiali superduri. Nell'industria della lavorazione delle polveri ultrafini e degli alimenti, le prestazioni delle sfere di macinazione in ceramica di nitruro di silicio sono superiori a quelle delle sfere di macinazione tradizionali e la loro durezza e resistenza all'usura sono superiori.

4. Substrato ceramico

Con il rapido sviluppo della tecnologia informatica, il grado di integrazione dei circuiti integrati sta aumentando e anche la densità dei circuiti sta aumentando. Se il substrato di confezionamento elettronico non può essere raffreddato in tempo, si accumulerà una grande quantità di calore. La conduttività termica teorica del nitruro di silicio monocristallino può raggiungere un livello superiore. Le ceramiche al nitruro di silicio sono i migliori materiali ceramici strutturali con prestazioni complete, che alla fine portano al loro guasto e danneggiamento nei circuiti integrati. Pertanto, la conduttività termica del substrato è molto importante. Una potenza superiore a 400 W · m-1 può renderlo un substrato con elevata conduttività termica. Inoltre, le sue eccellenti proprietà meccaniche e la buona conduttività termica rendono le ceramiche al nitruro di silicio promettenti per compensare le carenze dei materiali di substrato esistenti

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