Zer da silizio nitruroa

Silizio nitruroa (Si3N4)funtsezko materiala da tenperatura altuko egitura-zeramika aurreratuen garapenean. Bere propietate apartekoengatik ezaguna da, hala nola, tenperatura altuko erresistentzia, higadura erresistentzia, dentsitate baxua, erresistentzia handia eta gogortasuna, eta "materialen munduko txapeldun polifazetikoa" gisa ospea lortu du. Ezaugarri berezi horiei esker, silizio nitrurozko zeramika ezinbestekoa bihurtu da punta-puntako hainbat esparrutan, besteak beste, ingeniaritza mekanikoa, aeroespaziala, defentsa nazionala, erdieroaleen teknologia eta baita aplikazio biomedikoak ere.

Silizio nitruroaSi-N unitate tetraedrikoz osatutako konposatu ez-organiko eta ez metalikoa da, atomoen arteko lotura kobalente sendoa duena. Silizio eta nitrogeno atomoen arteko lotura-indar handiak Si3N4-k propietate mekaniko bikainak eskaintzen ditu, gogortasun handia eta higadura erresistentzia bikaina barne. Bere zeramikak tolestura eta konpresioaren erresistentzia handia erakusten du, eta oso iraunkorra da ingurune zorrotzetan. Hala ere, silizio nitruroari indarra ematen dion lotura kobalente sendoak deformazio plastiko mugatua ere eragiten du, hau da, kristal-egiturak irristatze-sistema gutxi ditu. Honek silizio nitruroak izaera hauskorra ematen dio, eta tentsioan hausturarako joera handiagoa du.

-ren abantail nagusietako batsilizio nitruroabere egonkortasun kimiko sendoa da, silizio nitrurozko unitate tetraedrikoek osatutako sare espazialaren egituratik sortua. Horri esker, oso erresistentea da azido eta base inorganiko gehienekiko, azido fluorhidrikoarekin izan ezik, materiala korrodu dezakeena. Sendotasun kimiko honek ingurune kimiko gogorretan duen fidagarritasuna gehitzen du, industria kritikoetan dituen aplikazio potentzialak gehiago zabalduz.

Silizio nitruroa kristalezko egiturak

Silizio nitruroaHiru kristal-egitura ezberdinetan dago: α-fasean, β-fasean eta γ-fasean. Horien artean, α eta β faseak dira Si3N4 forma gehien ikusi eta erabilienak, biak kristal sistema hexagonalari dagozkionak. Fase hauen sare-egitura egonkorra da silizio nitrurozko zeramika aplikazio ezberdinetarako aproposa egiten duten propietate mekaniko eta termiko bikainen erantzulea.

β-fasea (β-Si3N4) bereziki garrantzitsua da ingeniaritza-aplikazioetan, tenperatura altuetan eta erresistentzia kimikoetan duen errendimendu bikainagatik. Gehien erabiltzen den kristal forma da industria aeroespazialean, defentsan eta ingeniaritza mekanikoan. Esaterako, β-Si3N4 errendimendu handiko zeramikazko motorraren piezak, errotoreak eta gas-turbinetarako estatoreak eta zigilu mekanikoko eraztunak fabrikatzeko erabiltzen da, non bere autolubrikatze-propietateak eta muturreko baldintzetan iraunkortasun handia oso baloratzen diren.

Aitzitik, γ-fasea (γ-Si3N4) silizio nitruroaren forma askoz ez hain ohikoa da, tenperatura eta presio handiko baldintzetan soilik sintetiza daitekeena. Ondorioz, silizio nitruroen egiturei buruzko ikerketak α eta β faseetan zentratu dira batez ere.

Eroankortasun termiko handikoaSilizio Nitruroa Zeramika Substratuak

Elektronika-industriak sistemazio, adimen eta integrazio handiagorantz eboluzionatzen jarraitzen duen heinean, gailu erdieroaleen eskakizunak azkar handitzen ari dira. Txip elektronikoen sarrerako potentzia handituz eta zirkuitu trinkoagoetan bilduta, funtzionamenduan sortzen den beroa erronka garrantzitsu bihurtzen da. Bero xahutze eraginkorra faktore kritikoa bihurtu da gailu erdieroaleen errendimendu orokorra eta eraginkortasuna hobetzeko, eta hor silizio nitruroak ezinbesteko zeregina du.

Silizio nitruroaren eroankortasun termiko teoriko altuak, isolamendu elektriko bikainarekin eta oxidazioarekiko erresistentziarekin konbinatuta, material ezin hobea da potentzia handiko ontzi elektronikoen substratuetarako. Gainera, bere hedapen termikoaren koefizientea txip erdieroaleetan erabiltzen diren materialenarekin bat dator, egituraren osotasuna bermatuz eta funtzionamenduan zehar estres termikoa gutxituz. Propietate hauek beroa xahutzeko errendimendu handiko substratuak ekoiztea ahalbidetzen dute abiadura handiko zirkuituak, IGBTak (Insulated Gate Bipolar Transistore), LG (Light Guides) eta CPV (Concentrated Photovoltaic) sistemetan.

Silizio nitruroak beroa modu eraginkorrean xahutzeko duen gaitasuna, isolamendu elektrikoa eta egonkortasun mekanikoa mantenduz, ezinbestekoa da potentzia handia kudeatzen duten gailuetarako. Arlo hauetan duen errendimendu bikainak potentzia erdieroaleen funtzionamendu fidagarria bermatzeaz gain, sistema elektroniko modernoen miniaturizazioa eta eraginkortasuna ere laguntzen du.

Ondorioa

Laburbilduz, silizio nitruroaren indarra, beroarekiko erresistentzia, egonkortasun kimikoa eta eroankortasun termikoaren konbinazio bereziak ezinbesteko material bihurtzen du errendimendu handiko hainbat aplikaziotan. Aeroespazialean eta defentsan tenperatura altuko osagai iraunkorrak fabrikatzeko erabiltzen denetik, potentzia handiko erdieroaleen gailuetan beroa xahutzeko erronkei aurre egiteko duen zeregina, silizio nitruroak ezinbesteko jokalaria izaten jarraitzen du teknologia modernoen aurrerapenean. Ikerketak bere propietateak eta potentzialak aztertzen jarraitzen duen heinean, silizio nitruroa material aurreratuen munduan txapeldun izaten jarraitzeko prest dago.

Semicorex-ek kalitate handikoa eskaintzen duSiN substratua. Kontsultarik baduzu edo xehetasun gehiago behar badituzu, ez izan zalantzarik eta jarri gurekin harremanetan.

Harremanetarako telefono zenbakia +86-13567891907

Posta elektronikoa: sales@semicorex.com