Las cerámicas de nitruro de silicio se utilizan ampliamente en la fabricación mecánica, aeroespacial, nuevas energías, semiconductores electrónicos, biomedicina y otros campos debido a su alta resistencia, resistencia al calor, resistencia al desgaste y otras propiedades. Cerámica de nitruro de silicio las principales direcciones de aplicación:
El campo de la fabricación mecánica:
Rodamientos de precisión y piezas-resistentes al desgaste
Como bola de rodamiento cerámico de nitruro de silicio, presenta baja densidad (2200-3200 kg/m³), autolubricación y resistencia a la corrosión. Es adecuado para máquinas herramienta de alta gama, turbinas eólicas y otros escenarios, y su vida útil es más de tres veces mayor que la de los rodamientos metálicos.
Herramientas y válvulas cerámicas
Su alta dureza y resistencia al desgaste lo convierten en un material ideal para herramientas de corte de metales, como por ejemplo aumentar la eficiencia en un 20% al procesar piezas de motores de automóviles.
Campos aeroespacial y energético
Piezas de motor-aeronáutico
Se utiliza para componentes de alta-temperatura, como cámaras de combustión y álabes de turbinas, capaces de soportar temperaturas de hasta 1900 grados y fuertes impactos del flujo de aire, lo que reduce el peso de las aeronaves y mejora la eficiencia térmica.
Nuevas aplicaciones energéticas
Vehículos de nueva energía: sustratos de nitruro de silicio AMB para componentes de motores resistentes a altas-temperaturas y baterías de alto-voltaje de 800 V, que mejoran el aislamiento y la seguridad.
Generación de energía fotovoltaica: como película anti-reflectante para células solares, mejora la tasa de conversión fotoeléctrica.
Campo de electrónica y semiconductores
Sustrato y paquete de alta conductividad térmica
Su conductividad térmica (20-200 W/m·K) y sus propiedades de aislamiento lo convierten en un material clave para el embalaje de semiconductores de potencia, utilizado en la disipación de calor de LED, filtros 5G, etc.
Disipación de calor del chip y antena
Se utiliza como material de sustrato en teléfonos móviles y computadoras para reducir la generación de calor en los dispositivos y admitir la transmisión de señales de alta-frecuencia.
Campos de ingeniería biomédica y química
Articulaciones artificiales con implantes
Tiene una excelente biocompatibilidad. Por ejemplo, el riesgo de rechazo en las articulaciones de cadera artificiales es menor que el de los materiales metálicos tradicionales.
Equipos químicos resistentes a la corrosión
Se utiliza para el revestimiento de hornos de fundición de aluminio, crisoles de fundición de metales, etc., y es resistente a la corrosión de la mayoría de los ácidos y álcalis, excepto el ácido fluorhídrico.
Tendencia futura
Con avances en la tecnología de sinterización sin presión y la investigación y el desarrollo de materiales compuestos, las cerámicas de nitruro de silicio se expandirán aún más a aplicaciones en entornos extremos, como reactores nucleares y sensores de alta-temperatura.
