El nitruro de silicio es el material dominante para los usos de cerámica estructurales en ambientes de la alta tensión mecánica y térmica
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es el único material conveniente para alta tensión mecánica a temperatura ambiente y a temperaturas elevadas,
tiene buena resistencia a la oxidación y al desgaste a altas temperaturas,
alta resistencia al choque térmico,
resistencia excelente a la abrasión y a la corrosión,
es de baja densidad
Hay dos técnicas para la obtención del polvo (síntesis)
Nitración del silicio: se calienta el silicio a 1100 °C - 1450°C en una atmósfera de nitrógeno; en presencia de hierro como catalizador
El tetracloruro de silicio reacciona con amoníaco líquido a bajas temperaturas. El compuesto del silicio se disuelve en un solvente orgánico: Luego se separa el silicio obteniendo termicamente un compuesto de elevada pureza (nitruro de silicio)
Técnicas de síntesis
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Mezclado
Tomando la primera técnica de síntesis:
El Si3N4 se procesa por lo tanto a partir de polvo compactado de sílice que se nitrura en una corriente de gas nitrógeno, interviniendo fenómenos de difusión. Este proceso produce un Si3N4 microporoso y con una moderada resistencia
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Conformado:
Las ayudas son óxidos como Al2O3, Y2O3, ZrO2, MgO, óxidos del lantánidos.
Se agregan solo o en combinaciones en cantidades de varios por ciento del peso y pueden alcanzar el 15 % en peso de la matriz
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Sinterizado:
Se utilizan como aditivos Aluminio y magnesio que no interfieren en el proceso.
Estas ayudas se utilizan para alcanzar la densificación completa.
Este proceso se realiza a 1700 - 2000 °C y a una sobrepresión de 0.1-10 MPa (15-1500 PSI) de nitrógeno .
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Aplicaciones
Sus aplicaciones están limitadas al costo del material.
Su alta resistencia al desgaste y las temperaturas es la propiedad que lo vincula a sus usos:
Herramientas de corte de placas cerámicas
Piezas de motores diesel.
Cojinetes
Rodillos de imprenta.
Crisoles de laboratorio.
piezas de turbinas de aeronaves.
termocuplas de celdas solares