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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。自古金料以来,已经使用了不同的治疗方法。有问题的金属或金属合金的合适处理,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,硅和氮气的名称,它通常是灰色的黑色,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,所有使用粉末硅。确切的化学式变化,Si3N4是常见的。

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

因为它是一个非常硬的材料,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。氮化硅也使金属对热冲击或极端温度具有高抗性。

作为陶瓷化合物,SIN是相对轻的重量。这种组合使得可以创建一些非常精确的组件,该组件将坚持不懈,焊接或切割操作等极端温度。

它还有助于将金属的寿命延长,因为它对氧化和最具工业溶剂和污染物的化学惰性。

罪的涂层过程

它经常通过将富含氮的环境中的加热粉末硅加热到高达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,以在高温和压力下施加SIN。这仅用于简单的形状。

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的温度下进行,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。这些高温也可以引起粉末状硅的氧气释放,这会影响涂层的密度。

锡可以用作粉末,其可以通过将其与“粘合剂”如氧化镁或氧化铝(如氧化铝)混合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,其给出氮化硅一些流动性以涂覆更复杂的表面。

或者,可以通过使其受到控制的电动脉冲在某个点到1700摄氏度(3,092华氏度)及以上的电动脉冲来施加SIN。该技术称为火花等离子体烧结,可以帮助在紧的空间中更精确地应用。

在这两种方法中,通常预先压实罪,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。

即使在茂密的层中,锡尔通常不会在施用后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。

硅氧烷氮化物:应用和材料

由于它为金属部件带来了物质,罪是一系列业务需求。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,其中涂覆的位和主轴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,氮化硅也用于车辆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用性。

氮化硅的优点

结晶结构还增加了施加SIN的金属中的骨折高抗性。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都是一个不错的选择。

使用氮化硅的金属制品具有非常坚硬的表面。SIN汇率在MOHS硬度范围内约为8.5。相比之下,大多数不锈钢速度约为6.5。因此,当涉及长时间的高旋转速率时,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,并采用非常平滑的表面处理,使其理想的理想选择特定的公差。

在不涉及有色金属的情况下,作为陶瓷氮化硅制成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限制在松动或损坏的布线上。

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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