ケイ化窒化物セラミックスは、その独自の特性と機能により、現代の先進科学技術の重要な一部となっています。新しいセラミック材料であるケイ化窒化物セラミックスは、最も優れた総合性能を持つ構造セラミックスの一つと見なされています。将来の開発と応用において最も有望な高温構造セラミック材料の一つと見なされています。

超高強度：ケイ化窒化珪素セラミックスは従来のセラミックスに比べて著しく高い強度を示します。

• 高硬度：它们的硬度达到HRA91-93。

熱安定性：1400°Cまでの温度で酸化に耐性があります。

優れた熱衝撃耐性：これらのセラミックスは、クラックや損傷なしに急激な温度変化に耐えることができます。

優れた耐摩耗性：窒化ケイ素セラミックスは摩耗に対して優れた耐久性を提供します。

自己潤滑特性：它们表现出良好的自我润滑性，减少了对外部润滑剂的需求。

優れた断熱性：これらのセラミックは優れた電気絶縁性を提供します。

高い熱伝導率：熱を効率的に伝達し、高性能アプリケーションに適しています。

他のセラミック材料と比較して、窒化ケイ素セラミックスは高い理論熱伝導率と優れた化学的安定性など、多くの優れた特性を持っています。これらの特性は、高速回路や高出力デバイスの熱放散やパッケージングに非常に有望な材料として位置付けられています。彼らはアルミナや窒化アルミニウムなどの既存の基板材料の制限に対処し、特に高出力半導体部品の基板として、高級半導体デバイス市場で大きな潜在的市場を示しています。

ケイ化窒化ケイラミック基板は、優れた熱伝導性、高い強度、極端な条件下での安定性を持つため、さまざまな高性能アプリケーションで使用されています。これらの基板は、高出力の電子デバイスでの効率的な熱放射と電気絶縁を提供するために理想的です。特に、半導体産業では、先進的なパワーエレクトロニクス、LED、および他の高性能コンポーネントの基材として使用できます。ケイ化窒化ケイラミック基板は、アルミナやアルミニウム窒化物などの従来の材料と比較して、信頼性と寿命が向上しており、次世代技術における重要な材料となっています。

シリコン窒化セラミックスの優れた特性により、非鉄金属からの腐食に対する耐性、高温安定性、超硬耐摩耗性、自己潤滑性、熱衝撃耐性、高温クリープに対する耐性などがあり、さまざまな冶金アプリケーションでの使用に理想的です。これには、溶融アルミニウム温度を測定するための熱電対保護管の製造、鉄分離リング、流量計カバー、亜鉛流量計、アルミ液体電磁ポンプ、真空アルミニウム坩堝などが含まれます。その他の特殊部品も含まれます。

航空宇宙産業は材料性能に非常に厳しい要件を持っています。高温強度、優れた破壊靭性、高硬度、高誘電強度、優れた熱衝撃耐性、摩擦特性を持つ窒化ケイ素は、航空宇宙アプリケーションにおいて優れた選択肢となります。これにより、優れた機械的信頼性、耐摩耗性、耐久性が確保されます。

ベアリング

シリコン窒化セラミックスは、超硬度、耐摩耗性、自己潤滑性を持つため、この材料から作られた軸受は従来の軸受合金や軸受鋼と比較してサービス寿命を大幅に延ばします。さらに、シリコン窒化セラミックスは極めて低い熱膨張係数を持つため、軸受組立隙間を縮小することができ、超精密軸受や高温軸受に適しています。強力な耐食性もあり、高い腐食環境で作動する特殊軸受に適しています。

バルブとパイプライン

従来の弁やパイプラインはステンレス鋼、ナイロン、プラスチック、鋳鉄などの材料で作られています。しかし、十分な耐熱性、耐蝕性、耐摩耗性がないため、しばしば漏れなどの問題が発生し、流体輸送の効率に重大な影響を与えます。窒化ケイ素セラミックスを使用することで、サービス寿命を大幅に延ばし、メンテナンス時間を節約し、生産コストを削減することができます。

セラミック切削工具

セラミック切削工具材料は比類のない硬度、高い化学的安定性、低摩擦係数を持ち、切削分野で広大な応用展望を提供しています。これらのツールは高速切削を可能にし、ツール交換頻度を減らし、ツール摩耗による寸法誤差を最小限に抑えることができ、CNCマシンや加工センターで著しい利点を提供しています。

ケイ化窒化物セラミックスは、共有結合に依存しており、原子間の共有結合によって高い硬度と耐摩耗性を持っています。ケイ化窒化物の硬度は、ダイヤモンドと立方晶窒化ホウ素に次いでおり、低摩擦係数と自己潤滑性の特性があり、微粉砕に理想的です。従来の研削媒体と比較して、ケイ化窒化物セラミックス研削ボールはより高い硬度と耐摩耗性を持ち、超微粉末や食品加工などの産業において優れています。

多孔性窒化ケイ素セラミックスは、大きな比表面積、高い強度、優れた耐熱ショック性、および良好な化学的安定性を持ち、触媒担体として適しています。たとえば、自動車の排気浄化触媒において、ケイ素窒化物を支持材料として使用することが一般的になっています。ハニカム構造は、コーディエライト、アルミナ、およびケイ素窒化物などの材料から一般的に作られています。現在、高効率で環境にやさしい多孔質セラミックス担体の開発が、国家の研究開発の重点となっています。

多孔性窒化ケイ素材料は高い機械強度を持ち、大きな圧力差に耐えることができます。また、高温にも非常に耐性があり、優れた熱安定性を持ち、1000°Cを超える動作温度に適しています。さらに、優れた熱伝導性、小さな熱膨張係数、高いろ過効率を持ち、有害物質をろ過し、産業用途で有害物質を吸着するために理想的であり、大気汚染を軽減する上で重要な役割を果たしています。

宇宙航空通信資料（アンテナラドーム）は、宇宙船を過酷な環境条件から保護し、通信、遠隔測定、起爆装置、誘導などのシステムの正常な機能を確保します。多孔質窒化ケイ素セラミックスは、低誘電率、低誘電損失、低密度、優れた絶縁性、および良好な強度を持っています。これらの特性と長寿命により、窒化ケイ素は他のセラミック材料と比較して、レーダー波吸収が少ないため、宇宙航空用ラドームの有望な材料となっています。

セラミックエンジンの開発は、高温構造セラミックス研究の主要な目標の1つであり、その最も重要な応用の1つです。エンジン部品は通常、高温や高速の極端な条件下で動作し、通常の金属やポリマーでは耐えられません。高温合金でも、最大1050°Cまでの温度でしか動作できず、比較的効率が低いです。一方、窒化ケイ素セラミックエンジンは、1200°Cから1650°Cまでの温度で動作でき、エンジンの性能を向上させ、燃焼効率を高め、エネルギーを節約することができます。

ケイ化窒化窯業は、その優れた耐摩耗性、耐蝕性、高温酸化耐性で知られており、機械シール、バルブ、溶融金属容器、ロール、高速軸受、金属延伸ダイ、押出しダイなどの様々な部品に適しています。これらは機械、鋼鉄、冶金、化学工学、航空宇宙などの産業で広く利用されています。これらの分野における海外市場シェアは国内市場の約10倍であり、100億元に達する見込みです。

窒化ケイ素セラミックスは、高温構造材料およびエンジニアリング材料として主に研究、開発、応用されています。窒化特殊セラミックスの国内需要は年間27万トンを超え、国内生産量は約10万トンです。構造鋼の窒素増強剤として、窒化ケイ素は鋼の総合性能を向上させることができ、国内の年間市場需要は6万トンを超えています。鋼の生産において、耐火材料の需要は10万トンを超えています。窒化ケイ素ベアリング、エンジンハウジング、および切削工具などの原料の深加工において、年間需要は約6万トンです。

全体的に、国内市場の需要は大きいです。通常、10,000トンの鋼鉄が生産されると、1トンの硬質合金が消費されます。硬質合金の成長だけでは不十分であり、したがって窒化特殊セラミックスの需要は必然的に高まるでしょう。現在、国内市場では単純な形状の熱圧縮セラミックツールしか生産できず、中心穴や切削溝のあるツールの需要を満たすことができず、市場のニーズを満たすことができません。