Neoxidová keramika – nitrid křemičitý (Si3N4)

Keramický materiál pro extrémní aplikace

Nitrid křemičitý (Si3N4) nabízí vynikající kombinaci materiálových vlastností. Tyto materiály jsou téměř stejně lehké jako karbid křemíku (SiC), ale jejich mikrostruktura jim dodává vynikající odolnost proti tepelným rázům a jejich houževnatost při lomu zase odolnost proti nárazům a úderům.

Co je dobré vědět:

Vlastnosti nitridu křemičitého (Si3N4)

  • Velice nízká hustota (3,21 g/cm3)
  • Velmi vysoká houževnatost při lomu (7 MPam1/2)
  • Dobrá pevnost v ohybu (850 MPa)
  • Velice dobrá odolnost proti tepelným rázům: Vysoké parametry tepelného namáhání (569 K)
  • Maximální provozní teplota v oxidační atmosféře: 1 300℃
  • Maximální provozní teplota v neutrální atmosféře: 1600 °C

Mikrostruktura sestává z protažených krystalů, které se vzájemně spojují do mikrotyčinek. Jednou z aplikací, kde se tato kombinace vlastností osvědčila jako obzvlášť užitečná, je obrábění šedé litiny nebo litiny s keramickými vložkami. Na rozdíl od tvrdých kovů nebo jiných řezných materiálů mohou být obráběcí procesy s keramickými vložkami prováděny při maximální rychlosti bez použití chladicích a mazacích kapalin. Díky kombinaci dobrých tribologických vlastností a vynikající houževnatosti při lomu je keramika na bázi nitridu křemičitého předurčena pro aplikace, jako jsou kulové a valivé prvky pro lehká a extrémně přesná ložiska, robustní keramické tvářecí nástroje a komponenty automobilů vystavené vysokému namáhání. Dobrá odolnost proti tepelným rázům a vysokým teplotám se využívá ve svářecích procesech.