1. Perusyleiskatsaus ja materiaalin korvaamisen edut
1.1 Si₃N₄:n neliömuotoisten alustojen perusmääritelmä
Silikoniinitridin neliömuotoiset alustat, joita kutsutaan myös yleisesti neliömuotoisiksi levyyksiksi tai levyiksi, ovat suorakaiteenmuotoisia, tasaisia keramiikkamateriaaleja, jotka kuuluvat korkean suorituskyvyn luokkaan.
Niitä on suunniteltu niin, että ne omaavat ainutlaatuisen yhdistelmän mekaanisia, lämmönkestäviä ja sähköisiä ominaisuuksia,
mikä tekee niistä välttämättömiä laajassa valikoimassa vaativia teollisia ja elektronisia sovelluksia .
1.2 Ydinetuja perinteisiin materiaaleihin verrattuna
Silikoniinitridi (Si₃N₄) on 60 % kevyempi kuin teräs, mutta kuitenkin riittävän vahva selviytyäkseen joidenkin vaativimmista sovelluksista useissa eri teollisuuden aloilla.
Tämä kevyt, korkean lujuuden keramiikkamateriaali sitä käytetään vaihtoehtona ruostumattomalle teräkselle, ylijuurimetalleille ja ensimmäisen sukupolven keraamisille materiaaleille, kuten Al₂O₃:lle ja ZrO₂:lle.
Se tarjoaa erinomaisen lämpöshokkikestävyyden ja korkean murtotoughnessin, yhteensopivuuden ei-ferrosmetallien sulatteiden kanssa sekä parannetun rakenteellisen luotettavuuden verrattuna muihin keraamisiin materiaaleihin.
2. Si₃N₄-keraamisten alustojen keskeiset suorituskykyominaisuudet
2.1 Lämmönkestävyysominaisuuksien johtavat edut
Piinitridi ylittää muut keraamiset materiaalit lämpöshokkikestävyydessä. Sen lujuus ei heikenny korkeissa lämpötiloissa,
mikä tekee siitä parhaiten sopivan moottori- ja kaasuturbiiniosien valinta, mukaan lukien turboahdin roottorit, dieselmoottorien kuumennuskynttilät ja kuumat kynttilät.
Sillä on kaksi keskeistä lämmönkestävyysominaisuutta: korkea lämpöshokkikestävyys, joka mahdollistaa nopeiden lämpötilamuutosten kestämisen ilman halkeamia,
ja erinomaisen alhainen lämpölaajenemiskerroin, joka takaa vakauden ulkoisissa mitoissa laajalla lämpötila-alueella.
2.2 Mekaaniset ja kemialliset yhteisominaisuudet
Mekaanisen suorituskyvyn osalta piinitridi erottaa erinomainen mekaaninen lujuus, korkea kovuus, suuri murtotoughness ja erinomainen kulumisvastus,
mikä estää halkeamia ja muodonmuutoksia korkean rasituksen aiheuttamissa käyttöolosuhteissa. Kemiallisen suorituskyvyn osalta se on erinomaisen kemiallisesti inertti,
mikä tekee siitä korrosionkestävän useimpiin happoihin, emäksiin ja sulamiin metalleihin nähden, jolloin se säilyttää pitkäaikaisen käyttövakauden ankaroissa korroosioaltisissa olosuhteissa.
2.3 Korkean lämpötilan sähköeristysominaisuus
Piinitridi on huippuluokan sähköeriste, jonka eristysominaisuudet ovat vakaita myös erittäin korkeissa lämpötiloissa.
Tämä ainutlaatuinen sähköominaisuus mahdollistaa johtavien komponenttien vakauden erottamisen tarkoissa elektronisissa laitteissa,
mikä on keskitärkeä etu puolijohde- ja voimatekniikan teollisuussovelluksissa .
3. Teollisuudessa käytetyt sovellustilanteet ja tuotteen arvo
3.1 Siviili-, teollisuus- ja elektroniikkateollisuuden sovellukset
Elektroniikkateollisuudessa sitä käytetään eristyskerroksina ja tuentarakenteina tarkkojen ja herkkien komponenttien suojaamiseen puolijohdeprosessien korkean lämpötilan aikana.
Sitä käytetään myös korkean lämpötilan uunien sisäisissä kantorakenteissa ja lämmöneristeissä sisälämpötilan tasaisuuden optimoimiseksi ja energiahäviöiden vähentämiseksi,
sekä korroosionkestävinä eristinosina kemiallisissa reaktioissa ja prosessointilaitteissa .
3.2 Ilmailu- ja korkeatasoiset insinöörityösovellukset
Substraatit ovat laajalti käytössä äärimmäisissä käyttöympäristöissä, joissa vaaditaan erinomaista korkean lämpötilan kestävyyttä ja mekaanista lujuutta,
mukaan lukien avaruusalusten lämmönsuojajärjestelmät ja korkean nopeuden teollisuuskoneiden keskeiset osat.
Se sopii täydellisesti edistyneiden insinöörilaitteiden äärimmäisiin käyttöolosuhteisiin.
3.3 Yksilöllinen tuote- ja teollisuusarvo
Silikoni-nitridin neliömäiset alustat ovat edistyneitä insinöörimateriaaleja, joita arvostetaan erinomaisesta mekaanisesta kestävyydestä, loistavasta lämpöshokkikestävyydestä ja erinomaisesta sähköisestä eristävyydestä.
Niiden neliömäinen muoto on erityisen edullinen teollisuuslaitteissa useiden yksiköiden tehokkaaseen laatoittamiseen ja käsittelyyn .
Nämä ominaisuudet tekevät niistä suosituimman materiaalin vaativimmissa sovelluksissa tehoelektroniikassa, puolijohdetuotannossa ja korkealämpötilaisissa teollisuusprosesseissa.