أربعة مجالات تطبيق رئيسية لسيراميك نيتريد السيليكون.

المجال الميكانيكي

تُستخدم سيراميك نيتريد السيليكون بشكل أساسي كصمامات وأنابيب وعجلات تصنيف وأدوات قطع خزفية في الصناعة الميكانيكية. ويُعدّ الاستخدام الأكثر شيوعًا هو كرات محامل سيراميك نيتريد السيليكون. يُعتبر سيراميك نيتريد السيليكون على نطاق واسع أفضل مادة للمحامل، وتُعدّ كرات محامل سيراميك نيتريد السيليكون، وهي العنصر الأساسي في المحامل، “الأبطال المجهولين” الذين يدعمون أداء المعدات. قد تبدو هذه الكرات الخزفية الصغيرة، التي يتراوح قطرها من بضعة ملليمترات إلى عشرات الملليمترات، غير مهمة، ولكن بفضل خصائصها “خفيفة الوزن، الصلبة، المستقرة، والعازلة”، فإنها تلعب دورًا رئيسيًا في مركبات الطاقة الجديدة، وأحذية التزلج، ومثاقب الأسنان، وحتى الدراجات الهوائية المتطورة.

مجال الفضاء

تتميز مواد سيراميك نيتريد السيليكون بمزايا مثل القوة العالية، ومقاومة درجات الحرارة العالية، والاستقرار الكيميائي الجيد، مما يلبي المتطلبات الصارمة للمواد في مجال الفضاء. لسيراميك نيتريد السيليكون تطبيقان كلاسيكيان في مجال الفضاء: أولاً، يُعتبر نيتريد السيليكون أحد المواد الخزفية المتجانسة القليلة القادرة على تحمل الصدمات الحرارية الشديدة والتدرجات الحرارية الناتجة عن محركات الصواريخ التي تعمل بالهيدروجين/الأكسجين، ويُستخدم في فوهات محركات الصواريخ؛ ثانيًا، تجعل الخصائص الممتازة لسيراميك نيتريد السيليكون ومركباته، مثل مقاومة الحرارة، ونقل الموجات، وقدرة تحمل الأحمال، منه أحد مواد الجيل الجديد عالية الأداء لنقل الموجات قيد البحث.

مجال أشباه الموصلات

مع تطور الأجهزة الإلكترونية نحو التصغير والأداء العالي، تتطلب تغليف أشباه الموصلات متطلبات أعلى لمواد تبديد الحرارة. يتميز سيراميك نيتريد السيليكون بموصلية حرارية تصل إلى 90-120 واط/(متر·كلفن)، ودرجة عالية من التوافق مع معامل التمدد الحراري لبلورات ركيزة أشباه الموصلات من الجيل الثالث SiC، مما يجعله المادة المفضلة لركائز تغليف أجهزة الطاقة SiC. على الصعيد الدولي، تهيمن الشركات اليابانية مثل توشيبا وكيوسيرا على السوق، بينما حققت الشركات المحلية مثل سينوما للمواد المتقدمة اختراقات تكنولوجية.

بالإضافة إلى كونه مادة تغليف رئيسية، يُظهر سيراميك نيتريد السيليكون آفاقًا واسعة للتطبيق في معدات تصنيع أشباه الموصلات. في عملية معالجة الرقائق، يمكن استخدام سيراميك نيتريد السيليكون لتصنيع عناصر تسخين مقاومة لدرجات الحرارة العالية والصدمات الحرارية، مما يلبي ظروف التشغيل الصارمة للمعدات مثل أفران الترسيب الكيميائي للبخار (CVD) وأفران الانتشار. مجال الطب الحيوي

يُظهر نيتريد السيليكون، كمادة خزفية حيوية ناشئة، إمكانات تطبيقية كبيرة في مجال الغرسات الطبية نظرًا لخصائصه الميكانيكية الممتازة وتوافقه الحيوي. وقد استُخدم نيتريد السيليكون كمادة حيوية في جراحة العظام، وطُبِّق بنجاح في مكونات محامل مفاصل الورك والركبة الاصطناعية لتحسين مقاومة التآكل وإطالة عمر الأطراف الاصطناعية. علاوة على ذلك، استُخدمت مواد نيتريد السيليكون لتعزيز اندماج العظام في جراحة العمود الفقري. وتُظهر مواد نيتريد السيليكون الخزفية استقرارًا وموثوقية ممتازتين في المجال الطبي. كما يُظهر نيتريد السيليكون التصاقًا خلويًا قويًا وقدرة على توصيل العظام، مما يوفر أساسًا بيولوجيًا مهمًا لتطبيقه في ترميم العظام. ومع ذلك، لا تزال هشاشة سيراميك نيتريد السيليكون المتأصلة تمثل تحديًا كبيرًا لتطبيقه في هندسة ترميم العظام. بالإضافة إلى ذلك، يصعب تحلل مواد نيتريد السيليكون داخل الجسم، مما يعيق نمو أنسجة عظمية جديدة في موقع الترميم واستبدالها الكامل للمادة الأصلية، وبالتالي يحد من نطاق تطبيقاتها السريرية.