เมนูเว็บ

ค้นหาผลิตภัณฑ์

ภาษา

แบ่งปัน

ข่าวอุตสาหกรรม

บ้าน / ข่าว / ข่าวอุตสาหกรรม / เหตุใดซิลิคอนไนไตรด์จึงเป็นแกนหลักของวิศวกรรมประสิทธิภาพสูง

เหตุใดซิลิคอนไนไตรด์จึงเป็นแกนหลักของวิศวกรรมประสิทธิภาพสูง

2026.01.06

คุณสมบัติวัสดุพิเศษของซิลิคอนไนไตรด์

ซิลิคอนไนไตรด์เป็นเซรามิกทางเทคนิคประสิทธิภาพสูง โดดเด่นด้วยการผสมผสานคุณสมบัติทางกายภาพและความร้อนอย่างพิเศษ ต่างจากโลหะทั่วไปตรงที่รักษาความแข็งแรงเชิงกลสูงและความทนทานต่อการแตกหักแม้ในอุณหภูมิที่สูงเกิน 1,000°C โครงสร้างการยึดเกาะโควาเลนต์ส่งผลให้ได้วัสดุที่เบากว่าเหล็กอย่างมาก — ประมาณ 40% ของความหนาแน่น — ขณะเดียวกันก็ให้ความแข็งและความทนทานต่อการสึกหรอที่เหนือกว่า ทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับสภาพแวดล้อมที่การลดน้ำหนักและความทนทานเป็นปัจจัยสำคัญ

หนึ่งในคุณสมบัติที่โดดเด่นของ ซิลิคอนไนไตรด์ คือคุณสมบัติต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างน่าทึ่ง เนื่องจากมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำและมีการนำความร้อนสูง จึงสามารถทนต่อความผันผวนของอุณหภูมิอย่างรวดเร็วโดยไม่แตกร้าวหรือเสื่อมคุณภาพ ความยืดหยุ่นนี้ทำให้วัสดุสามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือในระบบขับเคลื่อนที่มีความต้องการสูง เตาเผาอุตสาหกรรม และหน่วยประมวลผลทางเคมี ซึ่งวัสดุอื่นๆ จะยอมจำนนต่อความล้าจากความร้อน

การใช้งานที่สำคัญในอุตสาหกรรมสมัยใหม่

วิศวกรรมการบินและอวกาศและยานยนต์

ในภาคการบินและอวกาศ ซิลิคอนไนไตรด์ใช้สำหรับใบพัดกังหัน หัวเทียน และวาล์วเครื่องยนต์ ความสามารถในการทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่าซูเปอร์อัลลอยที่มีนิกเกิลช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงและลดการปล่อยมลพิษ ในโลกของยานยนต์ วัสดุนี้มักพบในโรเตอร์เทอร์โบชาร์จเจอร์และหัวเผา ซึ่งมีความเฉื่อยต่ำและทนทานต่อความร้อนสูง ทำให้มีเวลาตอบสนองเร็วขึ้นและมีอายุการใช้งานของส่วนประกอบยาวนานขึ้น

ตลับลูกปืนที่แม่นยำและซีลเครื่องกล

ซิลิคอนไนไตรด์เป็นมาตรฐานทองคำสำหรับตลับลูกปืน "ไฮบริด" ซึ่งใช้ลูกบอลเซรามิกกับรางเหล็ก ตลับลูกปืนเหล่านี้เป็นที่ต้องการในการใช้งานที่ความเร็วสูง เช่น สปินเดิลของเครื่องมือกลและกังหันลม เนื่องจากลูกบอลเซรามิกไม่ได้เชื่อมกับเหล็กภายใต้แรงเสียดทานที่รุนแรง นอกจากนี้ ลักษณะไม่นำไฟฟ้ายังช่วยป้องกันการเกิดอาร์คไฟฟ้า ซึ่งเป็นสาเหตุทั่วไปของความล้มเหลวของตลับลูกปืนในมอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ประสิทธิภาพเปรียบเทียบ: ซิลิคอนไนไตรด์กับเซรามิกวิศวกรรมอื่นๆ

เพื่อให้เข้าใจว่าเหตุใดจึงเลือกซิลิคอนไนไตรด์เหนือเซรามิกขั้นสูงอื่นๆ เช่น อลูมินาหรือเซอร์โคเนีย การดูตัวชี้วัดประสิทธิภาพเฉพาะของมันจึงเป็นประโยชน์ ตารางต่อไปนี้เน้นถึงจุดแข็งเชิงเปรียบเทียบของซิลิคอนไนไตรด์ในบริบททางอุตสาหกรรม

คุณสมบัติ ซิลิคอนไนไตรด์ อลูมินา (99%) เซอร์โคเนีย (Y-PSZ)
ความหนาแน่น 3.2 3.9 6.0
ความต้านทานการกระแทกด้วยความร้อน ยอดเยี่ยม ปานกลาง ยุติธรรม
ความเหนียวแตกหัก สูง ต่ำ สูงมาก
ความแข็ง (HV) 15.00 - 18.00 น 16.00 - 2000 1200 - 1300

การผลิตและการแปรรูปพันธุ์ต่างๆ

ประสิทธิภาพของซิลิคอนไนไตรด์ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากวิธีการผลิต วิศวกรเลือกเส้นทางการประมวลผลตามความซับซ้อนของชิ้นส่วนและคุณสมบัติทางกลที่ต้องการ:

  • Reaction Bonded Silicon Nitride (RBSN): สร้างโดยการทำไนไตรด์ด้วยผงซิลิกอนที่มีขนาดกะทัดรัด มันมีความเสถียรของขนาดที่ดีเยี่ยม แต่มีความแข็งแรงต่ำกว่าเนื่องจากมีความพรุนโดยธรรมชาติ
  • Hot Pressed Silicon Nitride (HPSN): ผลิตโดยใช้ความร้อนและแรงดันพร้อมกัน ส่งผลให้ได้วัสดุที่มีความหนาแน่นเกือบ 100% และมีความแข็งแรงสูงสุดที่เป็นไปได้
  • ซิลิกอนไนไตรด์เผาผนึก (SSN): ความหลากหลายทางการค้าที่พบมากที่สุด ช่วยให้สามารถสร้างรูปร่างที่ซับซ้อนผ่านการเผาผนึกแบบไร้แรงดัน ในขณะที่ยังคงรักษาคุณสมบัติรอบด้านที่ยอดเยี่ยมไว้
  • ซิลิคอนไนไตรด์เผาด้วยแรงดันแก๊ส (GPSN): ใช้ก๊าซไนโตรเจนแรงดันสูงเพื่อลดการสลายตัว ส่งผลให้มีความหนาแน่นสูงและมีคุณสมบัติทางความร้อนที่เหมาะสมที่สุด

แนวโน้มในอนาคตด้านอิเล็กทรอนิกส์และเทคโนโลยีการแพทย์

ประโยชน์ของซิลิคอนไนไตรด์กำลังขยายตัวนอกเหนือจากเครื่องจักรกลหนักไปสู่ขอบเขตของไมโครอิเล็กทรอนิกส์และการแพทย์ ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ สารนี้ทำหน้าที่เป็นชั้นไดอิเล็กทริกและฟิล์มฟิล์มกรองแสงที่สำคัญ ซึ่งเป็นเกราะป้องกันน้ำและสิ่งสกปรกที่เป็นไอออนิกอย่างมีประสิทธิภาพ ความเข้ากันได้ทางชีวภาพของมันยังนำไปสู่การนำไปใช้ในการปลูกถ่ายไขสันหลังฟิวชั่น ซึ่งเคมีพื้นผิวของมันส่งเสริมการเจริญเติบโตของกระดูก ในขณะที่คุณสมบัติต่อต้านจุลินทรีย์ช่วยลดความเสี่ยงของการติดเชื้อเมื่อเทียบกับไทเทเนียมแบบดั้งเดิมหรือการปลูกถ่าย PEEK

สินค้ายอดนิยม

ติดต่อเราเพื่อสอบถามราคาและราคา!

เพียงแจ้งให้เราทราบสิ่งที่คุณต้องการ แล้วเราจะติดต่อคุณโดยเร็วที่สุด!

ขอใบเสนอราคา