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氮化硅

氮化硅

金属的表面处理在许多行业中起重要作用。自古以来的金属制品以来已经使用了不同的治疗方法。有问题的金属或金属合金的正确处理,取决于产品的预期用途,可以有助于对抗锈蚀和腐蚀,提高光泽,力量和硬度,或简单地添加装饰。治疗不仅可以保持金属,而且可以提高金属产品的质量和性能。

关于氮化硅(SIN)

这是一种陶瓷状材料,可以保持金属并提高耐久性。由于名称表明,硅和氮的名称,它通常是灰色的颜色,尽管一些混合可以是白色的。几种不同的方法用于制备这种用于商业用途的材料,所有这些都是使用粉末硅。确切的化学式变化,Si3N4是常见的。

罪的高熔点约为3,452华氏度(1,900摄氏度)。氮化硅具有独特的颗粒状晶体结构。长晶体在罪的微观结构内互锁,提供出色的强度和硬度。这也可以使其在非常光滑的表面上采取高抛光剂。

因为它是一种非常硬的材料,氮化硅是用于高应力机械环境的理想选择,例如发动机和涡轮机。氮化硅也使金属具有高耐热冲击或极端温度的金属。

作为一种陶瓷化合物,SiN重量相对较轻。这种组合使得制造一些非常精确的组件成为可能,这些组件能够经受住艰苦的使用和极端的温度,比如焊接或切割操作。

它还有助于将金属的寿命延长,因为它对氧化和最工业溶剂和污染物的化学惰性。

罪的涂层过程

它通常是通过在富氮环境中加热粉状硅来应用的,温度高达1400摄氏度(2552华氏度)。这个过程被称为RBSN(反应键合氮化硅)。

HPSN(热压氮化硅)涉及使用高压石墨模具,以在高温和压力下施加SIN。这仅适用于简单的形状。

烧结是通过施加热量向金属表面添加粉末状物质的几种不同方法的名称。然而,氮化硅处理通常在较低温度下进行,因此氮气倾向于在约1,850摄氏度(3,362华氏度)或更高的温度下分离出来。这些高温还可以引起粉末状硅的氧气释放,这会影响涂层的密度。

SiN可以作为一种粉末,通过与“粘合剂”(如氧化镁或氧化铝)混合,直接与金属表面结合,也称为助烧结剂。这就产生了一种混合物,使氮化硅具有一定的流动性,可以涂在更复杂的表面上。

另一种方法是,通过控制电脉冲,将材料加热到1700摄氏度(3092华氏度)或更高。这种技术被称为放电等离子烧结,可以帮助更精确地应用在狭小的空间。

在这两种方法中,SiN通常是事先压实的,并且/或金属被其他形式的氮化物预处理,如硼或碳化物。其结果是一个更有效的层,改善了SiN的物理性能,特别是在高应力使用。

即使在致密层中,锡尔通常在施用后通常不会遭受太大的体积变化。这通常是可预测的15%的减少。这可以允许金属制造商在单个通道中处理均匀的复杂形状,具有液体形式的SIN。

氮化硅:应用和材料

由于SiN给金属组件带来的特性,它对各种商业需求都很有用。这包括汽车、飞机、建筑、医疗、工具和金属制造行业。它被广泛用于球轴承、发动机和电动工具的表面处理,在这些地方,sin涂层的钻头和主轴比传统的硬质合金(如碳化钨)性能更好。氮化硅由于其高稳定性和耐热性,也被用于车辆排放系统以减少污染物。

SiN通常与铁、钢、锌、铅、镍、铝、锡或从这些贱金属中提取的合金一起使用。由于它的韧性和硬度,它经常用于套圈和轴承。因为它的热阻,它可以用于窑,坩埚,或焊接喷嘴的工作其他金属。由于陶瓷也是优良的绝缘体,SiN被用于汽车或电机中,在这些地方,电阻对金属部件至关重要。

从眼镜框到重型设备的所有耐用性都可以通过氮化硅来提高。

氮化硅的优点

结晶结构还增加了施加SIN的金属中的高抗性。这种增加的强度在各种温度范围内保持真实,使其在涉及高热量的任何应用中是一个很好的选择。

使用氮化硅的金属产品表面非常坚硬。在莫氏硬度表上SiN的比率约为8.5。相比之下,大多数不锈钢只有6.5。因此,氮化硅非常耐摩擦磨损,甚至当高速率的旋转涉及长时间,如工业工具和机械。

SiN作为一种表面处理也可以应用于精确的厚度和非常光滑的光洁度,使其成为理想的地方也需要特定的公差。

在不涉及有色金属的情况下,陶瓷氮化硅是防止触电的极佳绝缘体。这不仅提高了安全性,而且有助于减少电线松动或损坏对电路的损害。

在需要电导率的情况下,通过包含优异导体的碳纳米管(CNT),可以制备一些较新的氮化硅。这还可以允许涉及电极和电镀的应用方法。


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