O que é um tubo de nitreto de silício ligado por reação?

Os tubos de nitreto de silício ligados por reação, ou tubos Si3N4, são fabricados combinando pó de silício com nitrogênio em altas temperaturas para formar um material cerâmico sólido de nitreto de silício com aparência tubular.

O tubo de nitreto de silício ligado por reação geralmente tem formato cilíndrico cinza, com superfície lisa e sem rebarbas.

Tubo de Nitreto de Silício Ligado por Reação
Tubo de Nitreto de Silício Ligado por Reação

O que é Si3N4 ligado por reação com SiC?

O Si3N4 ligado por reação com SiC é um novo tipo de material refratário, com temperatura de aplicação de 1400°C. Ele possui melhor estabilidade térmica e resistência ao choque térmico em comparação com materiais refratários comuns e SiC recristalizado.

Introdução ao tubo de Si3N4

Si3N4, ou nitreto de silício, é um material cerâmico frequentemente utilizado na produção de tubos protetores.(Tubo de proteção de nitreto de silício Si3N4), que é um material cerâmico inorgânico e não encolhe durante a sinterização. Esses tubos podem ser utilizados em ambientes químicos rigorosos e de alta temperatura para proteger sensores, sondas ou outros equipamentos contra danos.

Propriedades do tubo de nitreto de silício ligado por reação

Os tubos de Si3N4 são bem conhecidos por sua excepcional estabilidade térmica, alta resistência e resistência à corrosão e ao desgaste. Eles podem ser usados em uma ampla gama de indústrias, incluindo aeroespacial, automotiva e processamento químico.

Estabilidade térmica

A estabilidade térmica excepcional do Si3N4 é devida ao seu alto ponto de fusão de 1.800°C, o que o torna um material adequado para uso em ambientes de temperatura extremamente alta.

Alta resistência

Sua alta resistência e tenacidade permitem que ele suporte tensões mecânicas e choques, o que o torna adequado para uso em ambientes adversos.

Resistência à corrosão e desgaste

O nitreto de silício é resistente à corrosão e ao desgaste. O nitreto de silício é altamente estável quimicamente, não reage com outros ácidos inorgânicos, exceto o ácido fluorídrico, e sua resistência à abrasão o torna um material adequado para uso em plantas de processamento químico e outros ambientes adversos.

Resistência ao choque térmico

Ele também é resistente a choques quentes e frios, aquece até 1000 graus ou mais no ar, resfria rapidamente e depois aquece rapidamente sem quebrar.

Dados técnicos do tubo de proteção de nitreto de silício Si3N4

A tabela a seguir é uma comparação dos parâmetros de Si3N4 feitos por dois processos diferentes.

PropriedadeGPS-SSN
(Nitreto de Silício Sinterizado por Pressão de Gás)
HPSN
(Nitreto de Silício Sinterizado por Alta Pressão)
Densidade (g/cm³)-3)3.303.23
Módulo de Young (GPa)320315
Força de Flexão (MPa)750850
Coeficiente de Expansão Térmica (x 10^-6/℃)-6/℃)3.23.2
Tenacidade à Fratura78
Temperatura Máxima (℃) para aplicação11501150
Constante Dielétrica99
Dados técnicos do tubo de proteção de nitreto de silício Si3N4

A tabela acima mostra os dados dos materiais de tubo de nitreto de silício ligado por reação (Si3N4) feitos por dois processos diferentes (GPS-SSN e HPSN)

Os dados fornecidos incluem várias propriedades dos materiais, como densidade, módulo de Young, força de flexão, coeficiente de expansão térmica, tenacidade à fratura, temperatura máxima para aplicação e constante dielétrica.

GPS-SSN tem uma densidade de 3,30 g/cm³, enquanto HPSN tem uma densidade de 3,23 g/cm³. Ambos os materiais têm coeficientes de expansão térmica semelhantes de 3,2 x 10^-6/℃.

Em termos de propriedades mecânicas, GPS-SSN tem um módulo de Young mais alto do que HPSN, com um valor de 320 GPa em comparação com 315 GPa de HPSN. No entanto, HPSN tem uma força de flexão mais alta do que GPS-SSN, com um valor de 850 MPa em comparação com 750 MPa de GPS-SSN.

Em termos de tenacidade à fratura, o HPSN tem um valor maior do que o GPS-SSN, com uma tenacidade à fratura de 8 em comparação com o valor de 7 do GPS-SSN.

Ambos os materiais possuem uma temperatura máxima de aplicação de 1150℃ e uma constante dielétrica de 9. No geral, a tabela fornece informações sobre as diferentes propriedades físicas e mecânicas desses dois materiais, o que pode ser útil para selecionar o material adequado para uma aplicação específica.

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Propriedades do tubo de proteção de termopar de Si3N4

  • Leve (60% mais leve que o aço)
  • Alta tenacidade à fratura
  • Resistente ao desgaste
  • Alta resistência dielétrica
  • Resistente à corrosão
  • Baixo coeficiente de expansão térmica
  • Resistência ao choque térmico.

Aplicações

A série de produtos é amplamente utilizada para medir a temperatura nos campos da cerâmica, metalurgia, indústria química, etc.

Em conclusão, os tubos de nitreto de silício ligados por reação (tubo Si3N4) são uma solução confiável e durável para proteger equipamentos em ambientes severos. A vida útil do serviço pode durar muitos anos com manutenção regular.

Eles proporcionam alta estabilidade térmica, alta resistência e resistência à corrosão e ao desgaste, excelente proteção, impermeabilidade e excelente precisão, tornando-os uma escolha popular para indústrias que operam em condições exigentes.