เตาเผาผนึกซิลิคอนไนไตรด์ควบคุมอัตโนมัติสำหรับอุตสาหกรรมตลับลูกปืน

การประยุกต์ใช้เตาเผาซิลิกอนไนไตรด์ในตลับลูกปืน/วัสดุที่มีอุณหภูมิสูง/การแพทย์

การเลือกเตา

การประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ

ตลับลูกปืน

ตลับลูกปืนซิลิคอนไนไตรด์เป็นทั้งตลับลูกปืนเซรามิกแบบเต็มและตลับลูกปืนเซรามิกไฮบริดที่มีลูกปืนในเซรามิกและการแข่งขันในเหล็กกล้าเซรามิกซิลิกอนไนไตรด์มีความทนทานต่อแรงกระแทกได้ดีเมื่อเทียบกับเซรามิกอื่นๆดังนั้นตลับลูกปืนที่ทำจากเซรามิกซิลิกอนไนไตรด์จึงถูกนำมาใช้ในตลับลูกปืนประสิทธิภาพสูงตัวอย่างที่เป็นตัวอย่างคือการใช้ตลับลูกปืนซิลิกอนไนไตรด์ในเครื่องยนต์หลักของกระสวยอวกาศของนาซ่า

วัสดุที่มีอุณหภูมิสูง

ซิลิคอนไนไตรด์มีการใช้กันมานานในการใช้งานที่อุณหภูมิสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันถูกระบุว่าเป็นหนึ่งในวัสดุเซรามิกแบบเสาหินเพียงไม่กี่ชนิดที่สามารถอยู่รอดจากภาวะช็อกจากความร้อนอย่างรุนแรงและการไล่ระดับความร้อนที่เกิดขึ้นในเครื่องยนต์จรวดไฮโดรเจน/ออกซิเจนเพื่อแสดงให้เห็นถึงความสามารถนี้ในรูปแบบที่ซับซ้อน นักวิทยาศาสตร์ของ NASA ได้ใช้เทคโนโลยีการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วขั้นสูงเพื่อสร้างส่วนประกอบห้องเผาไหม้/หัวฉีด (thruster) ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางหนึ่งนิ้วตัวขับดันถูกทดสอบด้วยไฟร้อนด้วยสารขับดันไฮโดรเจน/ออกซิเจนและอยู่รอดได้ห้ารอบ ซึ่งรวมถึงรอบ 5 นาทีจนถึงอุณหภูมิวัสดุ 1320 °C

ทางการแพทย์

ซิลิคอนไนไตรด์มีการใช้งานเกี่ยวกับศัลยกรรมกระดูกมากมาย วัสดุนี้ยังเป็นทางเลือกแทน PEEK (polyether ether ketone) และไททาเนียม ซึ่งใช้สำหรับอุปกรณ์ฟิวชันกระดูกสันหลังเป็นพื้นผิวไมโครเท็กซ์เจอร์ที่ชอบน้ำของซิลิกอนไนไตรด์ซึ่งมีส่วนเสริมความแข็งแรง ความทนทาน และความน่าเชื่อถือของวัสดุเมื่อเปรียบเทียบกับ PEEK และไททาเนียมองค์ประกอบบางอย่างของสารนี้แสดงคุณสมบัติต้านแบคทีเรีย ต้านเชื้อรา หรือต้านไวรัส

เครื่องมือตัดและกลึงโลหะ

การใช้งาน Si3N4 ครั้งใหญ่ครั้งแรกคือเครื่องมือขัดและตัดซิลิคอนไนไตรด์ขนาดใหญ่จำนวนมากใช้เป็นวัสดุสำหรับเครื่องมือตัด เนื่องจากมีความแข็ง เสถียรภาพทางความร้อน และความทนทานต่อการสึกหรอขอแนะนำเป็นพิเศษสำหรับการตัดเฉือนเหล็กหล่อด้วยความเร็วสูงความแข็งที่ร้อน ความเหนียวแตกหัก และความทนทานต่อแรงกระแทกจากความร้อนหมายความว่าซิลิกอนไนไตรด์ที่เผาผนึกสามารถตัดเหล็กหล่อ เหล็กแข็ง และโลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลักด้วยความเร็วของพื้นผิวที่เร็วกว่าที่ได้จากวัสดุทั่วไป เช่น ทังสเตนคาร์ไบด์ถึง 25 เท่าการใช้เครื่องมือตัด Si3N4 มีผลกระทบอย่างมากต่อผลผลิตตัวอย่างเช่น การกัดปาดหน้าของเหล็กหล่อสีเทาที่มีเม็ดมีดซิลิกอนไนไตรด์เพิ่มความเร็วตัดเป็นสองเท่า เพิ่มอายุการใช้งานเครื่องมือจากหนึ่งส่วนเป็นหกส่วนต่อคมตัด และลดต้นทุนเฉลี่ยของเม็ดมีดลง 50% เมื่อเทียบกับเครื่องมือทังสเตนคาร์ไบด์แบบดั้งเดิม

อิเล็กทรอนิกส์

ซิลิคอนไนไตรด์มักใช้เป็นฉนวนและกั้นสารเคมีในการผลิตวงจรรวม เพื่อแยกโครงสร้างที่แตกต่างกันด้วยไฟฟ้า หรือใช้เป็นหน้ากากกัดในไมโครแมชชีนนิ่งจำนวนมากในฐานะที่เป็นชั้นทู่ฟิล์มสำหรับไมโครชิป มันเหนือกว่าซิลิกอนไดออกไซด์ เนื่องจากเป็นชั้นกั้นการแพร่ที่ดีกว่าอย่างมีนัยสำคัญกับโมเลกุลของน้ำและโซเดียมไอออน ซึ่งเป็นสาเหตุหลักสองประการของการกัดกร่อนและความไม่เสถียรในไมโครอิเล็กทรอนิกส์มันยังใช้เป็นไดอิเล็กตริกระหว่างชั้นโพลีซิลิคอนในตัวเก็บประจุในชิปแอนะล็อก

เสาเข็ม Si3N4 ที่ใช้ในกล้องจุลทรรศน์กำลังอะตอม

(ผ่านวิกิพีเดีย)