ما هي أنبوب السيليكون نتريد الذي يتم ربطه بالتفاعل؟

أنابيب نيتريد السيليكون المتفاعلة بالتفاعل أو أنابيب Si3N4 تتميز بأنها مصنوعة عن طريق مزج مسحوق السيليكون مع النيتروجين عند درجات حرارة عالية لتكوين مادة سيراميكية صلبة من نيتريد السيليكون بمظهر أنبوبي.

عادةً ما يكون أنبوب السيليكون نتريد المرتبط بالتفاعل بلون رمادي في شكل أسطواني بسطح ناعم وخالٍ من الحواف.

أنبوب السيليكون نتريد المرتبط بالتفاعل
أنبوب السيليكون نتريد المرتبط بالتفاعل

ما هو Si3N4 مع SiC مرتبط بالتفاعل؟

Si3N4 المرتبط ب SiC هو مواد حرارية جديدة من نوعها، ودرجة التطبيق هي 1400 ℃، ولديها استقرار حراري أفضل ومقاومة لصدمات الحرارة أفضل من المواد الحرارية العادية وسيليكون كربيد إعادة التبلور.

مقدمة عن أنبوب Si3N4

Si3N4، أو نتريد السيليكون، هو مادة خزفية تُستخدم بشكل متكرر في إنتاج أنابيب الحماية(أنبوب حماية نيتريد السيليكون Si3N4)، وهي مادة خزفية غير عضوية ولا تتقلص أثناء الحرق. يمكن استخدام هذه الأنابيب في بيئات كيميائية قاسية وعالية الحرارة لحماية الأجهزة الاستشعار أو الأجهزة الأخرى من التلف.

خصائص أنبوب السيليكون نتريد المرتبط بالتفاعل

تُعتبر أنابيب Si3N4 مشهورة باستقرارها الحراري الاستثنائي وقوتها العالية ومقاومتها للتآكل والتآكل. يمكن استخدامها في مجموعة متنوعة من الصناعات، بما في ذلك صناعة الفضاء والسيارات ومعالجة المواد الكيميائية.

استقرار حراري

الاستقرار الحراري الاستثنائي لمركب ثلاثي نتريد السيليكون Si3N4 يعود إلى نقطة انصهاره العالية والبالغة 1800 درجة مئوية، مما يجعله مادة مناسبة للاستخدام في بيئات درجات الحرارة العالية للغاية.

قوة عالية

قوته العالية وصلابته تمكّنه من تحمل الضغوط الميكانيكية والصدمات، مما يجعله مناسبًا للاستخدام في البيئات القاسية.

مقاومة للتآكل والتآكل

مركب ثلاثي نتريد السيليكون مقاوم للتآكل والاهتراء. إن استقراره الكيميائي العالي يجعله غير قابل للتفاعل مع الأحماض اللاعضوية الأخرى باستثناء حمض الهيدروفلوريك، ومقاومته للاهتراء يجعله مادة مناسبة للاستخدام في مصانع معالجة الكيماويات والبيئات القاسية الأخرى.

مقاومة لصدمات الحرارة

كما أنه مقاوم للصدمات الحرارية الساخنة والباردة، حيث يسخن إلى درجات حرارة تصل إلى 1000 درجة مئوية أو أكثر في الهواء، ثم يبرد بسرعة، ثم يسخن مرة أخرى بسرعة دون أن يتصدع.

البيانات التقنية لأنبوب حماية الثرموكوبل Si3N4 السيليكون نتريد

الجدول التالي هو مقارنة بين معلمات Si3N4 التي تم إنتاجها باستخدام عمليتين مختلفتين.

الخاصيةGPS-SSN
(نيتريد السيليكون المُشَرَب بالضغط الغازي)
HPSN
(نيتريد السيليكون المُشَرَب بضغط عالي)
الكثافة (جم/سم³)-3)3.303.23
معامل يونغ (جيجاباسكال)320315
قوة الانحناء (ميجاباسكال)750850
معامل التمدد الحراري (ضربًا في 10)-6/℃)3.23.2
صلابة الكسر78
أقصى درجة حرارة (℃) للتطبيق11501150
الثابت الكهربائي99
بيانات تقنية لأنبوب حماية السيليكون نتريد Si3N4

الجدول أعلاه يوضح بيانات أنبوب نتريد السيليكون المُشَرَب بالتفاعل (Si3N4) المصنوعة بواسطة عمليتين مختلفتين (GPS-SSN وHPSN).

البيانات المقدمة تشمل خصائص متنوعة للمواد، مثل الكثافة ومعامل يونغ وقوة الانحناء ومعامل التمدد الحراري وصلابة الكسر وأقصى درجة حرارة للتطبيق والثابت الكهربائي.

لديه ال Si3N4 بكفاءة كثافة قدرها 3.30 غ/سم³، في حين أن لديه ال HPSN كثافة قدرها 3.23 غ/سم³. كلا المادتين لديهما معاملات انتشار حراري مماثلة تبلغ 3.2 × 10^-6/℃.

من حيث الخصائص الميكانيكية، يتمتع ال Si3N4 بقيمة أعلى لمعامل يونغ من ال HPSN، حيث يبلغ 320 جيجا باسكال مقارنة بقيمة 315 جيجا باسكال لل HPSN. ومع ذلك، يتمتع ال HPSN بمقاومة عالية للانثناء مقارنة بال Si3N4، حيث تبلغ قيمتها 850 ميجا باسكال مقارنة بـ 750 ميجا باسكال لل Si3N4.

من حيث صلابة الكسر، يتمتع ال HPSN بقيمة أعلى من ال Si3N4، حيث تبلغ قيمتها 8 مقارنة بـ 7 لل Si3N4.

كلا المادتين لديهما درجة حرارة قصوى للتطبيق تبلغ 1150 ℃ وثابت عزلي بقيمة 9. بشكل عام، يقدم الجدول معلومات حول الخصائص الفيزيائية والميكانيكية المختلفة لهاتين المادتين، والتي يمكن أن تكون مفيدة لاختيار المادة المناسبة لتطبيق معين.

الفيديو

خصائص أنبوب حماية الثرموكوبل Si3N4 السيليكون نتريد

  • خفيفة الوزن (60% أخف من الصلب)
  • صلابة الكسر العالية
  • مقاومة للتآكل
  • قوة عازلة عالية
  • مقاومة للتآكل
  • معامل تمدد حراري منخفض
  • مقاومة لصدمات الحرارة.

التطبيقات

تُستخدم سلسلة المنتجات على نطاق واسع لقياس درجة الحرارة في مجالات الخزف والمعادن وصناعة الكيماويات وغيرها.

في الختام، أن أنبوب نتريد السيليكون المُشَرَب بالتفاعل (أنبوب Si3N4) هو حلاً موثوقًا ومتينًا لحماية المعدات في البيئات القاسية. يمكن أن تستمر فترة الخدمة لسنوات عديدة مع الصيانة الدورية.

إنها توفر استقرارًا حراريًا عاليًا وقوة عالية ومقاومة للتآكل والتآكل، وحماية ممتازة وعزل ودقة ممتازة، مما يجعلها خيارًا شائعًا للصناعات التي تعمل في ظروف قاسية.