Silicon nitridi - nyenzo ya siku zijazo yenye sifa za kipekee

2024 Mwandishi: Angel Austin | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-02 17:56

Kwa sasa, nyenzo za kauri zinazidi kutumika katika tasnia ya madini ya feri na isiyo na feri, glasi na kinzani. Wana mali ya kipekee ambayo inakuwezesha kuboresha maeneo mbalimbali ya uzalishaji. Nyenzo za kauri za kuahidi zaidi ni nitridi ya silicon. Hii ni dutu ya siku zijazo, shukrani ambayo uzalishaji mbalimbali wa teknolojia unajengwa upya. Kwa mfano, kama vile tasnia ya madini ya dhahabu na kila aina ya mitambo ya kuchakata.

Dutu hii ni nini?

Silicon nitride ni nyenzo ya kipekee ya kauri ambayo hupata matumizi yake katika tasnia nyingi. Ni katika kundi la kauri zisizo na oksidi kwa sababu haina atomi za oksijeni.

Mfumo wa nitridi ya silicon: Si₃N_4..

Muundo

Microstructure Si₃N_{4 ni mikrorodi zinazounda fuwele za silinda. Mali hii iligeuka kuwa muhimu sana katika usindikaji wa aina mbalimbali za chuma cha kutupwa, hasa zile zilizo na kuingiza kauri. Wakati wa kutumia metali tofauti kama nyenzo za kukata, kasi sio haraka kama inavyotakiwa, kwa hiyo ni muhimu kutumia aina mbalimbali za maji ya kukata. Kutokana na muundo wa ajabu wa nitridi ya silicon, matumizi yake kwa kukata chuma cha kutupwa husababisha ukweli kwamba inawezekana kufikia kasi ya juu bila hitaji la maji ya kulainisha. Kwa sababu ya muundo wake wa kipekee, nyenzo hii ina nguvu ya juu ya athari, ambayo ina maana kwamba dutu hii ina upinzani wa juu wa kuathiri.}

Pokea

Kuna njia mbalimbali za kupata kiwanja hiki. Mmoja wao ni mvua ya kemikali, ambayo hufanyika kwa joto kutoka 700 hadi 900 ° C. Wakati wa kutumia njia hii, kiwanja kinapatikana kwa fomu ya amorphous, ambayo ni dielectric. Katika kesi hii, maudhui iwezekanavyo ya hidrojeni katika nyenzo hii inaweza kuwa hadi 8%. Katika kesi hii, atomi za nitrojeni na silikoni zinaweza kuunda vifungo vya hidrojeni na hidrojeni iliyo katika mvua ya amofasi. Kuna utegemezi wa maudhui ya atomi za hidrojeni kwenye halijoto ambayo utuaji ulifanyika, na pia kwa uwiano wa dutu za awali katika mchanganyiko wa gesi.

Maudhui ya juu zaidi ya dutu hii huonekana ikiwa nitridi ya silicon itawekwa kwenye joto la chini na katika mkusanyiko wa juu wa amonia katika mchanganyiko wa gesi. Ikiwa mchakato unafanywa kwa ndogouwiano wa amonia na dichlorosilane, nyenzo zitajumuisha kiasi kikubwa cha silicon katika muundo wake, ambayo inasababisha kuundwa kwa mali ya kutosha ya dielectric. Ustahimilivu wa umeme Si₃N_{4 pia inategemea hali ya joto ambayo inazalishwa.}

Uzalishaji wa nitridi ya silicon ni mchakato changamano ambapo masharti mbalimbali lazima izingatiwe ili bidhaa ikidhi mahitaji. Kwa kuzingatia maeneo muhimu ambayo inapata matumizi yake, ni muhimu kushughulikia kwa uwajibikaji masharti ya uwekaji.

Sifa za silicon nitridi

Nyenzo hii ni dutu yenye sifa za kipekee za kifizikia na kemikali.

Sifa moja muhimu zaidi ni kwamba dutu hii ina msongamano wa chini na nguvu ya athari ya juu zaidi, ambayo husababisha uwezekano wa kutumia nyenzo za nitridi za silicon kama mipira ya fani za mwanga.

Nyenzo hii inastahimili joto. Inaweza kutumika kwa 1300 ° C katika anga ya vioksidishaji na saa 1600 ° C katika hali ya neutral. Sifa hizi pia ni muhimu kwa matumizi katika matumizi mbalimbali ya viwandani kama vile mchakato wa kulehemu.

Maombi

Kwa sababu ya sifa zake za kipekee, nitridi ya silicon hutumiwa sana katika maeneo mbalimbali ya sekta ya usindikaji. Nyenzo hii ni ya umuhimu mkubwa kwa tasnia ya chuma, kamajinsi, ukitumia kama zana za kukata, unaweza kuongeza kasi ya mchakato, na pia kukataa matumizi ya vipozezi na vilainishi.

Mbali na hili, kutokana na upinzani mkubwa wa joto katika angahewa mbalimbali, Si₃N_{4 hutumika katika kuchomelea nyenzo mbalimbali. Kutokana na mchanganyiko wa kipekee wa sifa za utatu, nitridi ya silicon hutumiwa kutengeneza mipira ya aina mbalimbali za fani.}