Nitrure de silicium : qu'est-ce que c'est et où est-il utilisé

Le nitrure de silicium est une céramique qui existe en trois phases cristallographiques distinctes : α, et γ. Le nitrure de silicium en phase alpha et bêta est composé de SiN tétraédrique à coins partagés₄ avec des liaisons Si-N courtes et fortes. Le résultat est un cadre 3D extrêmement rigide composé d'atomes de silicium et d'azote en couches compactes.

La microstructure des céramiques de nitrure de silicium est fortement dépendante du mécanisme de densification. En règle générale, le α-Si3N4 est utilisé comme poudre de départ lorsqu'il passe à la phase plus stable chimiquement lors de la cuisson. Bien que la taille et la forme des grains varient en fonction des propriétés de la poudre de départ et de la présence d'additifs, le β-Si₃N₄ se compose généralement de grains allongés qui s'emboîtent dans une microstructure étroitement compactée.

Propriétés du nitrure de silicium

• Faible densité (3.17 g/cm³)

• Haute ténacité à la rupture (7 MPa m^1/2)

• Excellente résistance à la flexion (850 MPa)

• Résistance exceptionnelle aux chocs thermiques

• Températures de fonctionnement maximales élevées

Le nitrure de silicium peut être facilement déployé dans certains des environnements de travail les plus difficiles au monde, en raison de son intersection unique de propriétés chimiques et thermodynamiques. Le nitrure de silicium pressé à chaud offre d'excellentes performances à haute température et est idéal pour les composants de face d'étanchéité dans des conditions difficiles, y compris les pompes de réacteur à eau de chaudière, les pompes de réacteur à eau sous pression, le service d'eau borée corrosive et les paliers rotatifs.

Les composants de pompe composés de nitrure de silicium sont également utilisés dans le secteur pétrolier et gazier, et dans l'ensemble de l'industrie pétrochimique en général. L'intégrité chimique du Si₃N₄ le rend approprié pour les surfaces à l'intérieur des pompes (roues, arbres, joints, etc.) qui entrent régulièrement en contact avec des boues abrasives et des fluides corrosifs.

Saint-Gobain Performance Ceramics & Refractories possède des décennies d'expertise dans la production de céramiques techniques de précision pour les industries difficiles. Nous avons une solide compréhension des complexités associées à la génération de céramiques de nitrure de silicium et sommes bien équipés pour produire du Si de haute pureté, pressé à chaud et fritté.₃N₄ avec un besoin minimal de meulage et de finition de post-production. Cela préserve les résistances mécaniques inhérentes au nitrure de silicium et assure la longévité des composants.