Il nitruro di silicio (Si3N4) è un materiale ad alto punto di fusione con elevata tenacità alla frattura ed eccellente resistenza agli shock termici ed è considerato uno dei pochi materiali ceramici monolitici in grado di resistere a forti shock e gradienti termici. Il nitruro di silicio viene prodotto mediante pressatura e sinterizzazione di polvere in gas inerte (Azoto). Questo processo genera una ceramica con una microstruttura completamente densa e non porosa formata da grani aghiformi ed interconnessi con una eccezionale resistenza alla fatica da contatto ed alta resistenza meccanica.
Componenti di Nitruro di Silicio
Componenti di Nitruro di Silicio : materiale ceramico leggero con altissima resistenza meccanica ed agli shock termici viene utilizzato come alternativa all’acciaio inossidabile, alle superleghe ed ai carburi di tungsteno.
Il nitruro di silicio (Si3N4)
Materiale ceramico leggero e ad alta resistenza
Questo materiale ceramico leggero e ad alta resistenza viene utilizzato come alternativa all’acciaio inossidabile, alle superleghe, ai carburi di tungsteno e alle ceramiche di prima generazione come Al2O3 e ZrO2.. Il nitruro di silicio (Si3N4) è infatti 60% più leggero dell’acciaio ma abbastanza resistente da sopravvivere ad applicazioni estreme come ad esempio
Utilizzo:
Nei grossi motori diesel, negli inneschi di accensione per motori a reazione in accessori petroliferi che devono lavorare centinaia di metri sottoterra, in guaine di protezione per termocoppie, nei componenti per manipolazione dell’alluminio e dei metalli fusi, nei perni di posizionamento di saldatura (con aumento significativo della durata e consentono elevati livelli di precisione e una maggiore accuratezza per lunghi periodi nella saldatura a proiezione. I perni di saldatura in metallo spesso devono essere sostituiti più volte al giorno a causa dell’usura e delle scorie aderenti, mentre i perni di centraggio in ceramica di nitruro di silicio devono essere sostituiti solo una volta al mese).
Proprietà Termo-Fisiche dei componenti di Nitruro di Silicio
| Proprietà | T° di rif. | Unità di misura | Test | Nitruro di Silicio |
|---|---|---|---|---|
| Densità | gm/cc | ASTM-C20 | 3.20 | |
| Assorbimento di H2O | ASTM-373 | 0 | ||
| Permeabilità ai Gas | 0 | |||
| Colore | Grigio | |||
| Resistenza alla Flessione (MOR) | 20°C | Mpa | ASTM-F417 | 900 |
| Elastic Modulus | 20°C | Gpa | ASTM-C848 | 315 |
| Poisson’s Ratio | 20°C | ASTM-C848 | - | |
| Resistenza alla compressione | 20°C | Mpa | ASTM-T773 | 2500 |
| Durezza | Gpa | KNOOP 1000 gm | 16 | |
| R45N | ROCKWELL 45N | - | ||
| Resistenza alla Trazione | 25°C | Mpa | ACMA TEST #4 | - |
| Resistenza alla Frattura | K(lc) | Mpa m1/2 | NOTCHED BEAM | 7.5 |
| Conduttività Termica | 20°C | W/m°K | ASTM-C408 | 19.0 |
| Coeff. di Espansione Termica | 25-1000°C | 1x10-6°C | ASTM-C372 | 3.1 |
| Calore Specifico | 100°C | J/kg*K | ASTM-E1269 | 3.1 |
| Resistenza Shock Termico | Delta Tc | °C | Nota 1 | 800 |
| Max temperatura d’ Uso | °C | NO-LOAD COND | 1400 | |
| Resistenza Dielettrica | 6.35 mm | AC-kV/mm | ASTM-D116 | 15 |
| Costante Dielettrica | 1 MHZ | 25°C | ASTM-D150 | - |
| Perdita Dielettrica (tan delta) | 1 MHZ | 25°C | ASTM-D150 | - |
| Resistività Volumetrica | 25°C | ohm-cm | ASTM-D1829 | 1010 |
| 500°C | ohm-cm | ASTM-D1829 | - | |
| 1000°C | ohm-cm | ASTM-D1829 | - | |
| Resistenza all’ impatto | Nota 2 | - | ||
| Resistenza allo sfregamento | Nota 2 | - |