ซิลิคอนไนไตรด์เป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีหรือไม่?- Zhejiang Shangguijuli Special Material Technology Co., Ltd.

ในโลกของวัสดุขั้นสูง เซรามิกซิลิกอนไนไตรด์ มีการเฉลิมฉลองสำหรับคุณสมบัติเชิงกลและความร้อนที่ยอดเยี่ยม อย่างไรก็ตามคำถามที่พบบ่อยโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และการใช้งานที่อุณหภูมิสูงคือวัสดุนี้ยังทำงานได้ดีเช่นเดียวกับฉนวนไฟฟ้า

คำตอบสั้น ๆ คือ: ใช่ซิลิกอนไนไตรด์เป็นฉนวนไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม

ทำความเข้าใจคุณสมบัติฉนวนของซิลิกอนไนไตรด์

เพื่อเป็นฉนวนไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพวัสดุจะต้องต้านทานการไหลของกระแสไฟฟ้า ความต้านทานนี้วัดโดยมัน ความต้านทานไฟฟ้า - ยิ่งมีความต้านทานสูงเท่าไหร่ฉนวนกันความร้อนก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ซิลิกอนไนไตรด์ ( $S ฉัน_{3} n_{4}$ ) มีความต้านทานต่อปริมาตรสูงมากโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วงของ $1 0^{14}$ ถึง $1 0^{16}$ โอHM-CM ที่อุณหภูมิห้อง สำหรับบริบทสิ่งนี้เปรียบได้หรือดีกว่าเซรามิกฉนวนแบบดั้งเดิมหลายอย่างเช่นอลูมินา ( $อัน l_{2} โอ_{3}$ ) และเซอร์โคเนีย ( $Z R O_{2}$ -

อะไรทำให้ซิลิกอนไนไตรด์มีประสิทธิภาพในการปิดกั้นกระแสไฟฟ้า? คำตอบอยู่ในโครงสร้างอะตอมที่ไม่เหมือนใคร อะตอมซิลิกอนและไนโตรเจนก่อให้เกิดพันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งซึ่งสร้างขนาดใหญ่ ช่องว่างของวงดนตรี - ช่องว่างของวงคือพลังงานที่จำเป็นในการปลดปล่อยอิเล็กตรอนจากอะตอมเพื่อดำเนินการไฟฟ้า เนื่องจากซิลิคอนไนไตรด์มีช่องว่างวงกว้างจึงต้องใช้พลังงานจำนวนมากในการสร้างอิเล็กตรอนฟรีทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับการใช้งานที่การนำไฟฟ้าเป็นปัญหาสำคัญ

ปัจจัยสำคัญและแอปพลิเคชัน

คุณสมบัติฉนวนของ เซรามิกซิลิกอนไนไตรด์ ไม่ได้เป็นเพียงทฤษฎี พวกเขามีความสำคัญต่อการใช้งานในสาขาไฮเทคหลายแห่ง

ประสิทธิภาพอุณหภูมิสูง: หนึ่งในข้อดีที่สำคัญที่สุดของซิลิกอนไนไตรด์คือความสามารถในการรักษาความต้านทานไฟฟ้าแม้ในอุณหภูมิที่สูงมาก ในขณะที่วัสดุจำนวนมากเห็นความสามารถของฉนวนลดลงอย่างมากในขณะที่พวกเขาร้อนขึ้นซิลิกอนไนไตรด์ยังคงความสมบูรณ์ของมันทำให้เหมาะสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลังงานสูงเซ็นเซอร์และส่วนประกอบในสภาพแวดล้อมความร้อนที่รุนแรงเช่นที่พบในเครื่องยนต์และเตาเผาอุตสาหกรรม
ความแข็งแรงของอิเล็กทริก: นี่เป็นอีกหนึ่งตัวชี้วัดที่สำคัญสำหรับฉนวนการวัดความสามารถของวัสดุในการทนต่อสนามไฟฟ้าโดยไม่ทำลาย ซิลิกอนไนไตรด์มีความแข็งแรงของอิเล็กทริกสูงมากซึ่งหมายความว่าสามารถใช้ในการใช้งานแรงดันไฟฟ้าสูงโดยไม่เสี่ยงต่อการเกิดขึ้นหรือการรั่วไหลของกระแสไฟฟ้า คุณสมบัตินี้มีมูลค่าสูงในการผลิตพื้นผิวอิเล็กทรอนิกส์และบรรจุภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์พลังงาน
ความเสถียรทางกลและความร้อน: การรวมกันของฉนวนไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยมด้วยความแข็งที่เหนือกว่าความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานการกระแทกด้วยความร้อนทำให้เกิดขึ้น เซรามิกซิลิกอนไนไตรด์ วัสดุไปสู่การใช้งานที่หลากหลาย ตัวอย่างเช่นในรถยนต์ไฮบริดและไฟฟ้ามันถูกใช้ในแบริ่งและโมดูลพลังงานซึ่งไม่เพียง แต่จะต้องทนต่อโหลดและอุณหภูมิเชิงกลสูงเท่านั้น แต่ยังให้การแยกทางไฟฟ้าเพื่อป้องกันกระแสไฟฟ้าหลงทาง

มันถูกใช้เป็นฉนวนเมื่อไหร่?

ฟังก์ชั่นคู่ของความแข็งแรงเชิงกลและฉนวนไฟฟ้าทำให้ซิลิกอนไนไตรด์มีค่าโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมเฉพาะ:

อิเล็กทรอนิกส์: มันถูกใช้เป็นสารตั้งต้นสำหรับวงจรรวมและในบรรจุภัณฑ์สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พลังงานซึ่งให้ฐานความร้อนที่แยกได้ด้วยไฟฟ้า
ยานยนต์: ในรถยนต์ไฟฟ้า (EV) มอเตอร์และอินเวอร์เตอร์แบริ่งซิลิกอนไนไตรด์ป้องกันปรากฏการณ์ที่เรียกว่า "ร่อง" การปล่อยไฟฟ้าที่สามารถทำลายตลับลูกปืนเหล็กแบบดั้งเดิมได้
การบินและอวกาศ: เซ็นเซอร์และส่วนประกอบที่อุณหภูมิสูงสำหรับเครื่องยนต์เจ็ทและยานอวกาศพึ่งพาซิลิกอนไนไตรด์ให้ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือภายใต้ความร้อนที่รุนแรงและความเครียดทางไฟฟ้า

สรุปในขณะที่ เซรามิกซิลิกอนไนไตรด์ เป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องความเหนียวและความต้านทานความร้อนคุณสมบัติฉนวนไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยมของพวกเขาเป็นรากฐานที่สำคัญของคุณค่าในวิศวกรรมสมัยใหม่ ความสามารถในการรักษาความต้านทานสูงและความแข็งแรงของอิเล็กทริกในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงทำให้พวกเขาเป็นตัวเลือกที่เหนือกว่าสำหรับการใช้งานที่สำคัญที่หลากหลาย