Silisyum nitrür seramiklerinin dört ana uygulama alanı

Mekanik Alan

Silisyum nitrür seramikler, mekanik endüstrisinde esas olarak valfler, borular, sınıflandırma çarkları ve seramik kesici takımlar olarak kullanılır. En yaygın uygulama ise silisyum nitrür seramik rulman bilyalarıdır. Silisyum nitrür seramikler, en iyi rulman malzemesi olarak yaygın olarak kabul edilmektedir ve rulmanlardaki en kritik “çekirdek oyuncu” olan silisyum nitrür seramik rulman bilyaları, ekipman performansını destekleyen gerçek “görünmez kahramanlardır”. Çapları birkaç milimetreden onlarca milimetreye kadar değişen bu küçük seramik bilyalar önemsiz görünebilir, ancak “hafif, sert, kararlı ve yalıtkan” özellikleri sayesinde yeni nesil enerji araçlarında, patenlerde, diş matkaplarında ve hatta üst düzey bisikletlerde “kilit rol” oynamaktadırlar.

Uzay ve Havacılık Alanı

Silisyum nitrür seramik malzemeler, yüksek mukavemet, yüksek sıcaklık direnci ve iyi kimyasal kararlılık gibi avantajlara sahiptir ve bu da uzay ve havacılık alanındaki malzemeler için katı gereksinimleri karşılayabilir. Silisyum nitrür seramiklerin uzay ve havacılık alanında iki klasik uygulaması vardır: birincisi, silisyum nitrür, hidrojen/oksijen roket motorlarının ürettiği şiddetli termal şok ve termal gradyanlara dayanabilen az sayıdaki monolitik seramik malzemeden biri olarak kabul edilir ve roket motoru nozullarında kullanılır; ikincisi, silisyum nitrür seramiklerinin ve kompozitlerinin ısı direnci, dalga iletimi ve yük taşıma kapasitesi gibi mükemmel özellikleri, onları araştırma aşamasında olan yeni nesil yüksek performanslı dalga ileten malzemelerden biri haline getirmektedir.

Yarı İletken Alanı

Elektronik cihazlar minyatürleşme ve yüksek performansa doğru geliştikçe, yarı iletken paketleme, ısı dağıtım malzemeleri konusunda daha yüksek talepler gerektirmektedir. Silisyum nitrür seramikler, 90-120 W/(m·K)’ye kadar termal iletkenliğe ve üçüncü nesil yarı iletken alt tabaka SiC kristallerinin termal genleşme katsayısı ile yüksek derecede uyuma sahiptir, bu da onları SiC güç cihazı paketleme alt tabakaları için tercih edilen malzeme haline getirmektedir. Uluslararası alanda, Toshiba ve Kyocera gibi Japon şirketleri pazara hakimken, Sinoma Advanced Materials gibi yerli şirketler teknolojik atılımlar gerçekleştirmiştir.

Silisyum nitrür seramikler, önemli bir paketleme malzemesi olmasının yanı sıra, yarı iletken üretim ekipmanlarında da geniş uygulama olanakları göstermektedir. Yonga levha işleme sürecinde, silisyum nitrür seramikler, CVD (kimyasal buhar biriktirme) ve difüzyon fırınları gibi ekipmanların katı çalışma koşullarını karşılayan yüksek sıcaklığa dayanıklı ve termal şoka dayanıklı ısıtma elemanları üretmek için kullanılabilir. Biyomedikal Alan

Yeni gelişen bir biyoseramik malzeme olarak silisyum nitrür, mükemmel mekanik özellikleri ve biyouyumluluğu nedeniyle tıbbi implantlarda büyük uygulama potansiyeli göstermektedir. Özellikle, silisyum nitrür ortopedik bir biyomalzeme olarak kullanılmış ve protez kalça ve diz eklemlerinin taşıyıcı bileşenlerinde aşınma direncini artırmak ve protezlerin ömrünü uzatmak için başarıyla uygulanmıştır. Ayrıca, silisyum nitrür malzemeleri omurga cerrahisinde kemik kaynaşmasını desteklemek için kullanılmıştır. Silisyum nitrür seramik malzemeler, tıp alanında mükemmel stabilite ve güvenilirlik sergilemektedir. Silisyum nitrür ayrıca güçlü hücre yapışması ve osteokondüktivite göstererek, kemik onarımındaki uygulamaları için önemli bir biyolojik temel sağlamaktadır. Bununla birlikte, silisyum nitrür seramiklerinin doğal kırılganlığı, kemik onarım mühendisliğindeki uygulamaları için önemli bir zorluk olmaya devam etmektedir. Ek olarak, silisyum nitrür malzemelerinin vücut içinde parçalanması zordur; bu da yeni kemik dokusunun onarım bölgesine büyümesini ve orijinal onarım malzemesinin tamamen yerini almasını engeller, böylece klinik uygulamalarının kapsamını sınırlar.