Mengapa produk silikon nitrida terkadang mengalami pemadatan sintering?

Banyak perusahaan industri yang saat ini mengalami beban kerja yang berat, karena masyarakat sangat bergantung pada bahan baku kimia. Untuk memastikan pasokan bahan-bahan ini mencukupi, banyak perusahaan memilih untuk memproduksi dan menjualnya, sehingga membentuk rantai industri yang menguntungkan. Produk silikon nitrida sering terlihat dalam kehidupan kita sehari-hari; mereka tidak hanya digunakan secara luas tetapi juga sangat tahan lama. Jadi, apa saja properti dan aplikasinya?

Produk silikon nitrida mengandung bahan struktural yang penting. Mereka digunakan tidak hanya pada keramik tetapi juga pada banyak produk elektronik, serta komponen luar angkasa dan otomotif, seperti alat pemotong, bantalan keramik, rotor turbin, dan heat sink. Selain itu, sintering dan densifikasinya sangat penting bagi pengembangan dan penerapannya.

Selain sifat-sifat yang disebutkan di atas, ia juga memiliki ketahanan aus dan yang terpenting, pelumasan. Silikon nitrida adalah bahan yang sangat-keras dengan sifat pelumasan dan ketahanan aus; tidak bereaksi dengan asam anorganik lain kecuali asam fluorida, menunjukkan ketahanan korosi yang kuat, dan tahan terhadap oksidasi pada suhu tinggi.

Keuntungan utamanya adalah ketahanannya yang sangat baik terhadap guncangan termal. Ia dapat menahan suhu melebihi 1000 derajat Celcius di udara, diikuti dengan pendinginan cepat dan kemudian pemanasan ulang tanpa retak. Karena sifat unggul ini, sering digunakan dalam pembuatan bantalan, segel turbin gas, bilah turbin, dan cetakan permanen.

Produk silikon nitrida memiliki titik leleh mendekati 2000 derajat Celcius dan massa jenis 3,44 g/cm³. Rumus kimianya adalah Si₃N₄, padatan kristalin berbentuk tepung berwarna putih. Penelitian mengenai ketahanan terhadap guncangan termal masih terbatas. Ketahanan guncangan termal produk struktural merupakan kombinasi sifat fisik dan termodinamika. Banyak aplikasi keramik silikon nitrida yang-bergantung pada suhu; perubahan suhu lingkungan yang drastis dapat menurunkan sifat fisiknya secara signifikan. Oleh karena itu, meneliti ketahanan guncangan termal nanoteknologi memiliki nilai teoritis yang penting.

Namun, penting untuk diperhatikan bahwa titik leleh ini tidak terjadi pada tekanan normal. Ini terurai pada suhu di atas 1800 derajat Celcius. Dapat menahan oksidasi hingga 1400 derajat Celcius, dengan aplikasi praktis mencapai 1200 derajat Celcius. Di luar suhu ini, kekuatan mekaniknya menurun. Produk silikon nitrida merupakan senyawa kovalen dengan energi ikatan tinggi. Bahkan di atmosfer, akibat aksi terak, lapisan pelindung oksida logam akan terbentuk. Oleh karena itu, produk silikon nitrida memiliki keandalan kimia organik yang sangat baik. Mereka tidak akan teroksidasi pada suhu di bawah kisaran tertentu. Pada suhu 1200~1600 derajat, lapisan pelindung terbentuk, mencegah oksidasi lebih lanjut. Silikon nitrida + 3CO2=2N2 + 3Silikon dioksida. Itu tidak bereaksi dengan air.