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氮化硅

氮化硅

金属表面处理在许多工业中起着重要的作用。从古代起,金属加工就采用了不同的处理方法。对所涉及的金属或金属合金的正确处理,取决于产品的预期用途,可以帮助防锈和腐蚀,提高光泽、强度和硬度,或只是增加装饰。处理不仅可以保存金属,而且可以提高金属产品的质量和性能。

关于氮化硅(SiN)

这是一种类似陶瓷的材料,既能保存金属,又能提高耐久性。顾名思义,它是由硅和氮组成的,典型的颜色是灰黑色,尽管有些混合物是白色的。几种不同的方法用于制备这种材料的商业用途,所有使用粉状硅。确切的化学式各不相同,常见的是氮化硅。

SiN的高熔点约为3452华氏度(1900摄氏度)。氮化硅具有独特的颗粒状晶体结构。长晶体联锁在SiN的微观结构,以提供特殊的强度和硬度。这也使得它能够得到一个非常光滑的表面。

因为它是一种非常坚硬的材料,氮化硅是在高应力机械环境中使用的理想材料,比如发动机和涡轮机。氮化硅还能使金属高抗热震或极端温度。

作为陶瓷化合物,SIN是相对轻微的。这种组合使得可以创建一些非常精确的组件,该组件将坚持难以使用和极端温度,例如焊接或切割操作。

它还有助于延长金属的寿命,因为它的化学惰性氧化和大多数工业溶剂和污染物。

SiN镀膜工艺

它经常通过在富含氮的环境中加热粉状硅,以高达1,400摄氏度(2,552华氏度)的温度。该方法称为RBSN(反应键合氮化硅)。

HPSN(热压氮化硅)涉及使用高压石墨模具在高温高压下应用SiN。这只对简单的形状有效。

烧结是通过加热将粉末物质添加到金属表面的几种不同过程的名称。然而,氮化硅处理通常在较低的温度下进行,这是一个问题,因为在1850摄氏度(3362华氏度)或更高的温度下氮趋于分离。这些高温也会导致粉状硅释放氧气,从而影响涂层的密度。

可以用作粉末作为粉末,可以通过将其与“粘合剂”如氧化镁或氧化铝(如氧化铝)混合而直接与金属表面键合的粉末,也称为烧结助剂。这产生了一种混合物,其使氮化硅一些流动性用于涂覆更复杂的表面。

或者,可以通过使其控制在某个点到1700摄氏度(3,092华氏度)及以上的电动脉冲来控制热量的电动脉冲来应用。该技术称为火花等离子体烧结,可以帮助更精确的空间应用。

在这两种方法中,仙通常预先压实,和/或金属用其他形式的氮化物预处理,例如硼或碳化物。结果是更有效的层,可提高罪的物理性质,特别是对于高应力使用。

即使在密集的层,SiN通常不会遭受太多的体积变化后使用。这通常是可预测的15%的减少。这使得金属制造商可以用液态SiN单次加工处理复杂的形状。

硅氧烷氮化物:应用和材料

由于它为金属部件带来了物质,SIN对一系列业务需求有用。这包括汽车,飞机,建筑,医疗,工具和金属制造行业。它广泛用于滚珠轴承,发动机和电动工具的表面处理,其中涂覆的位和锭子的型号比碳化钨等传统的硬质金属合金更好。由于其高稳定性和热阻,氮化硅也用于载体发射系统以减少污染物。

SIN通常与铁,钢,锌,铅,镍,铝,锡或衍生自这些贱金属的合金。由于其韧性和硬度,它通常用于护套以及轴承。由于它是热阻,它可以用于窑,坩埚或焊接喷嘴中,用于加工其它金属。由于陶瓷也是优异的绝缘体,因此在电阻对金属部件至关重要的车辆或电动机中使用SIN。

通过氮化硅可以改善从眼镜框架到重型设备的所有内容的耐久性。

氮化硅的优点

这种晶体结构也增加了金属在应用SiN时的抗断裂能力。这种增加的强度适用于广泛的温度范围,使其成为一个良好的选择,在任何应用中涉及高温。

使用氮化硅的金属制品具有非常坚硬的表面。莫赫斯硬度规模的罪恶率约为8.5。相比之下,大多数不锈钢率仅约为6.5。因此,当涉及长时间的旋转速度的高速率时,氮化硅非常耐磨损或甚至障碍物,例如工业工具和机械。

作为表面处理的罪也可以应用于精确的厚度并进行非常平滑的表面,使其理想的理想,其中还需要特定的公差。

在不涉及有色金属的情况下,作为陶瓷氮化硅使绝缘体具有优异的绝缘体以防止电击。这不仅可以提高安全性,而且有助于将电路损坏从松动或损坏的布线限制。

在需要导电性的地方,可以用碳纳米管(CNT)来制备一些新的氮化硅,这些碳纳米管是优良的导体。这也允许涉及电极和电镀的应用方法。


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