সিলিকন নাইট্রাইড উপকরণের নয়টি প্রধান পণ্য পারফরম্যান্সের বর্ণনা

সিলিকন নাইট্রাইড উপকরণের নয়টি প্রধান পণ্য বৈশিষ্ট্য

1. রচনা এবং গঠন

সিলিকন নাইট্রাইডের আণবিক সূত্র হল Si ₃ এন ₄ , যা একটি সমযোজী বন্ধন যৌগ। সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকগুলি হল পলিক্রিস্টালাইন উপাদান এবং তাদের স্ফটিক কাঠামো ষড়ভুজাকার সিস্টেমের অন্তর্গত। সাধারণত দুটি স্ফটিক অভিমুখে বিভক্ত, α এবং β, উভয়ই [Siএন দ্বারা গঠিত ₄ ] ⁴ - টেট্রাহেড্রন। β-সি ₃ এন ₄ উচ্চ প্রতিসাম্য এবং একটি ছোট মোলার ভলিউম আছে. এটি আপেক্ষিক তাপমাত্রায় একটি তাপগতিগতভাবে স্থিতিশীল পর্যায়, যখন α-Si ₃ এন ₄ গতিশীলভাবে গঠন করা তুলনামূলকভাবে সহজ। উচ্চ তাপমাত্রায় (1400℃～1800℃), α ফেজ একটি ফেজ পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে β প্রকারে পরিণত হবে। এই পর্যায় পরিবর্তন অপরিবর্তনীয়, তাই α ফেজ সিন্টারিংয়ের জন্য সহায়ক।

2. চেহারা

বিভিন্ন স্ফটিক পর্যায় থেকে প্রাপ্ত সিলিকন নাইট্রাইডের বিভিন্ন চেহারা রয়েছে। α-সি ₃ এন ₄ সাদা বা ধূসর সাদা ঢিলেঢালা উল বা সুচের মতো, এবং β-"Si ₃ এন ₄ গাঢ় রঙের এবং ঘন দানাদার পলিহেড্রন বা ছোট প্রিজম হিসাবে দেখা যায়। সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকের বাঁশগুলি স্বচ্ছ বা স্বচ্ছ, এবং চেহারা ধূসর, নীল-ধূসর থেকে ধূসর-কালো, যা ঘনত্ব এবং আপেক্ষিক অনুপাতের সাথে পরিবর্তিত হয় এবং সংযোজনের কারণে অন্যান্য রঙও উপস্থাপন করে। সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকের পৃষ্ঠে পলিশ করার পরে ধাতব দীপ্তি থাকে।

3. ঘনত্ব এবং নির্দিষ্ট মাধ্যাকর্ষণ

সিলিকন নাইট্রাইডের তাত্ত্বিক ঘনত্ব হল 3100±10kg/m ³ . α-Si-এর প্রকৃত মাপা প্রকৃত নির্দিষ্ট মাধ্যাকর্ষণ ₃ এন ₄ 3184 কেজি/মি ³ , এবং β-Si এর প্রকৃত নির্দিষ্ট মাধ্যাকর্ষণ ₃ N ₄ 3187 কেজি/মি ³ . সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকের বাল্ক ঘনত্ব প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়, সাধারণত তাত্ত্বিক ঘনত্বের 80% এর বেশি, যা 2200 থেকে 3200kg/m পর্যন্ত ³ . ঘনত্বের পার্থক্যের প্রধান কারণ হল পোরোসিটি। প্রতিক্রিয়া-সিন্টারযুক্ত সিলিকন নাইট্রাইডের ছিদ্রতা সাধারণত প্রায় 20% হয় এবং ঘনত্ব 2200 থেকে 2600kg/m ³ , যখন গরম চাপা সিলিকন নাইট্রাইডের ছিদ্র 5% এর নিচে এবং ঘনত্ব 3000 থেকে 3200kg/m ³ অনুরূপ ব্যবহার সহ অন্যান্য উপকরণের সাথে তুলনা করলে, এটি শুধুমাত্র উচ্চ-তাপমাত্রার মিশ্র ধাতুগুলির তুলনায় ঘনত্বে কম নয় বরং উচ্চ-তাপমাত্রার কাঠামোগত সিরামিকগুলির মধ্যে কম ঘনত্বের মধ্যে একটি।

4. বৈদ্যুতিক নিরোধক

সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকগুলি উচ্চ-তাপমাত্রা নিরোধক উপকরণ হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে এবং তাদের কর্মক্ষমতা সূচকগুলি মূলত সংশ্লেষণ পদ্ধতি এবং বিশুদ্ধতার উপর নির্ভর করে। উপাদানে নাইট্রাইড-মুক্ত সিলিকন, সেইসাথে প্রস্তুত প্রক্রিয়ার সময় প্রবর্তিত ক্ষারীয় ধাতু, ক্ষারীয় আর্থ ধাতু, লোহা, টাইটানিয়াম, নিকেল ইত্যাদির মতো অমেধ্যগুলি সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে খারাপ করবে। সাধারণত, ঘরের তাপমাত্রায় শুষ্ক মাধ্যমে সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকের নির্দিষ্ট প্রতিরোধ ক্ষমতা হয় 1015~1016 ওহম, এবং অস্তরক ধ্রুবক হল 9.4~9.5। উচ্চ তাপমাত্রায়, সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকগুলি এখনও তুলনামূলকভাবে উচ্চ নির্দিষ্ট প্রতিরোধের মান বজায় রাখে। প্রক্রিয়া অবস্থার উন্নতির সাথে, সিলিকন নাইট্রাইড সাধারণত ব্যবহৃত ডাইলেক্ট্রিকের র‌্যাঙ্কে প্রবেশ করতে পারে।

V. তাপীয় বৈশিষ্ট্য

সিন্টারযুক্ত সিলিকন নাইট্রাইডের তাপীয় প্রসারণ সহগ কম, যা 2.53×10-6/℃ এবং তাপ পরিবাহিতা 18.42W/m·K। এটির ভাল তাপীয় শক প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে, কোয়ার্টজ এবং মাইক্রোক্রিস্টালাইন গ্লাসের পরেই দ্বিতীয়। পরীক্ষামূলক প্রতিবেদন অনুসারে, 2500 কেজি/মি ঘনত্ব সহ একটি প্রতিক্রিয়া-সিন্টারযুক্ত সিলিকন নাইট্রাইড নমুনা ³ 1200℃ থেকে 20℃ পর্যন্ত ঠাণ্ডা করা হয়েছে এবং হাজার হাজার তাপচক্রের পরেও এটি ফাটল না। সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকের ভাল তাপ স্থিতিশীলতা রয়েছে এবং উচ্চ তাপমাত্রায় দীর্ঘ সময়ের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে। একটি অক্সিডাইজিং বায়ুমণ্ডলে ব্যবহারের তাপমাত্রা 1400 ℃ পৌঁছতে পারে এবং একটি নিরপেক্ষ বা হ্রাসকারী বায়ুমণ্ডলে ব্যবহারের তাপমাত্রা 1850 ℃ পৌঁছতে পারে।

VI. যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য

সিলিকন নাইট্রাইডের উচ্চ যান্ত্রিক শক্তি রয়েছে। সাধারণ হট-প্রেসড পণ্যগুলির নমন শক্তি 500~ 700MPa, এবং উচ্চ শক্তি 1000~ 1200MPa পৌঁছতে পারে; প্রতিক্রিয়া sintering পরে নমন শক্তি 200MPa, এবং উচ্চ শক্তি 300 ~ 400MPa পৌঁছতে পারে. যদিও প্রতিক্রিয়া-সিন্টারযুক্ত পণ্যগুলির ঘরের তাপমাত্রার শক্তি বেশি নয়, 1200 ~ 1350 ℃ উচ্চ তাপমাত্রায় এর শক্তি হ্রাস পায় না। সিলিকন নাইট্রাইডের উচ্চ-তাপমাত্রা কম থাকে। উদাহরণস্বরূপ, 1200 ℃-এ প্রতিক্রিয়া-sintered সিলিকন নাইট্রাইডের লোড হল 24MPa, এবং 1000 ঘন্টার পরে বিকৃতি 0.5%।

VII. ঘর্ষণ সহগ এবং স্ব-তৈলাক্ততা

সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকের ঘর্ষণ সহগ ছোট, এবং উচ্চ তাপমাত্রা এবং উচ্চ-গতির অবস্থার অধীনে ঘর্ষণ সহগ বৃদ্ধিও ছোট, যা প্রক্রিয়াটির স্বাভাবিক ক্রিয়াকলাপ নিশ্চিত করতে পারে। এটি সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকের একটি বিশিষ্ট সুবিধা। যখন সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক পরতে শুরু করে, তখন স্লাইডিং ঘর্ষণ সহগ 1.0 থেকে 1.5 এ পৌঁছায়। নির্ভুলতা নাকাল পরে, ঘর্ষণ সহগ ব্যাপকভাবে হ্রাস করা হয় এবং 0.5 এর নিচে থাকে। অতএব, সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকগুলি স্ব-তৈলাক্তকরণের বৈশিষ্ট্য রয়েছে বলে মনে করা হয়। গ্রাফাইট, বোরন নাইট্রাইড এবং ট্যালকের বিপরীতে, এই স্ব-তৈলাক্তকরণের প্রধান কারণ উপাদান কাঠামোর স্তরযুক্ত কাঠামোর মধ্যে রয়েছে। চাপের অধীনে, ঘর্ষণ পৃষ্ঠটি সামান্য পচে একটি পাতলা বায়ু ফিল্ম তৈরি করে, যা ঘর্ষণ পৃষ্ঠের মধ্যে স্লাইডিং প্রতিরোধকে হ্রাস করে এবং ঘর্ষণ পৃষ্ঠের মসৃণতা বাড়ায়। এইভাবে, বৃহত্তর ঘর্ষণ, ছোট প্রতিরোধের, এবং পরিধান বিশেষ করে ছোট. ক্রমাগত ঘর্ষণ করার পরে, পৃষ্ঠের পরিধানের কারণে বা তাপমাত্রা বৃদ্ধির কারণে নরম হয়ে যাওয়ার কারণে উপাদানটি ধীরে ধীরে তার ঘর্ষণ সহগকে বৃদ্ধি করতে থাকে।

অষ্টম। যন্ত্রশক্তি

সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিক পছন্দসই আকৃতি, নির্ভুলতা, এবং পৃষ্ঠ ফিনিস মেশিন করা যেতে পারে.

IX. রাসায়নিক স্থিতিশীলতা

সিলিকন নাইট্রাইডের ভাল রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড এবং সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড দ্রবণ 25% এর কম ছাড়া সমস্ত অজৈব অ্যাসিড থেকে ক্ষয় প্রতিরোধ করতে পারে। এর অক্সিডেশন প্রতিরোধের তাপমাত্রা 1400 ℃ পৌঁছতে পারে এবং হ্রাসকারী বায়ুমণ্ডলে এর ব্যবহার তাপমাত্রা 1870 ℃ পৌঁছতে পারে। এটি ধাতুগুলিতে (বিশেষত অ্যালুমিনিয়াম তরল) ভিজে যায় না এবং অধাতুগুলিতে আরও বেশি হয়।

সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকের উপরোক্ত ভৌত এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলি থেকে, এটি দেখা যায় যে সিলিকন নাইট্রাইড সিরামিকের ভাল পারফরম্যান্সের উচ্চ তাপমাত্রা, উচ্চ গতি এবং শক্তিশালী ক্ষয়কারী মিডিয়ার কাজের পরিবেশের জন্য বিশেষ প্রয়োগের মান রয়েছে যা প্রায়শই আধুনিক প্রযুক্তিতে সম্মুখীন হয়। এর অসামান্য সুবিধা হল:

এটির নিম্নলিখিত পয়েন্ট রয়েছে:

(1) উচ্চ যান্ত্রিক শক্তি এবং কর্ন্ডামের কাছাকাছি কঠোরতা। গরম-চাপানো সিলিকন নাইট্রাইডের ঘরের তাপমাত্রার নমন শক্তি 780-980MPa পর্যন্ত হতে পারে, কিছু অ্যালয় স্টিলের থেকেও বেশি, এবং শক্তি 1200℃ পর্যন্ত অবক্ষয় ছাড়াই বজায় রাখা যেতে পারে।

(2) যান্ত্রিক স্ব-তৈলাক্তকরণ, নিম্ন পৃষ্ঠের ঘর্ষণ সহগ, পরিধান প্রতিরোধ, উচ্চ ইলাস্টিক মডুলাস এবং উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধ।

(3) নিম্ন তাপ সম্প্রসারণ সহগ, উচ্চ তাপ পরিবাহিতা এবং ভাল তাপীয় শক প্রতিরোধের।

(4) কম ঘনত্ব এবং কম নির্দিষ্ট মাধ্যাকর্ষণ।

(5) জারা প্রতিরোধের এবং জারণ প্রতিরোধের.

(6) ভাল বৈদ্যুতিক নিরোধক.