Шта је силицијум нитрид

Силицијум нитрид (Си3Н4)је кључни материјал у развоју напредне високотемпературне структуралне керамике. Познат по својим изузетним својствима као што су отпорност на високе температуре, отпорност на хабање, ниска густина, висока чврстоћа и тврдоћа, стекао је репутацију „свестраног шампиона у свету материјала“. Ове јединствене карактеристике учиниле су керамику од силицијум нитрида незаменљивом у низу најсавременијих области, укључујући машинство, ваздухопловство, националну одбрану, технологију полупроводника, па чак и биомедицинске примене.

Силицијум нитридје неорганско, неметално једињење састављено од Си-Н тетраедарских јединица, које карактерише јака ковалентна веза између атома. Висока чврстоћа везе између атома силицијума и азота обезбеђује Си3Н4 изванредна механичка својства, укључујући супериорну тврдоћу и одличну отпорност на хабање. Његова керамика показује јаку отпорност на савијање и компресију, што га чини веома издржљивим у захтевним окружењима. Међутим, иста јака ковалентна веза која даје снагу силицијум нитриду такође резултира ограниченом пластичном деформацијом, што значи да кристална структура има врло мало система клизања. Ово даје силицијум нитриду крхку природу, што га чини склонијим ломљењу под стресом.

Једна од кључних предностисилицијум нитридаје његова снажна хемијска стабилност, која произилази из структуре просторне мреже коју формирају тетраедарске јединице силицијум нитрида. То га чини веома отпорним на већину неорганских киселина и база, осим на флуороводоничну киселину, која може кородирати материјал. Ова хемијска отпорност доприноси његовој поузданости у тешким хемијским окружењима, додатно проширујући његове потенцијалне примене у критичним индустријама.

Кристалне структуре силицијум нитрида

Силицијум нитридпостоји у три различите кристалне структуре: α-фаза, β-фаза и γ-фаза. Међу њима, α и β фазе су најчешће примећени и коришћени облици Си3Н4, од којих обе припадају хексагоналном кристалном систему. Стабилна мрежна структура ових фаза је одговорна за одлична механичка и термичка својства која чине керамику од силицијум нитрида идеалном за различите примене.

β-фаза (β-Си3Н4) је посебно важна у инжењерским апликацијама због својих супериорних перформанси под високим температурама и хемијске отпорности. То је најраспрострањенији облик кристала у индустријама као што су ваздухопловство, одбрана и машинство. На пример, β-Си3Н4 се користи у производњи керамичких делова мотора високих перформанси, ротора и статора за гасне турбине и механичких заптивних прстенова, где су његова својства самоподмазивања и висока издржљивост у екстремним условима веома цењени.

Насупрот томе, γ-фаза (γ-Си3Н4) је много ређи облик силицијум нитрида који се може синтетизовати само у условима високе температуре и високог притиска. Као резултат тога, истраживања структура силицијум нитрида су се првенствено фокусирала на α и β фазе.

Висока термичка проводљивостКерамичке подлоге од силицијум нитрида

Како електронска индустрија наставља да се развија ка већој систематизацији, интелигенцији и интеграцији, захтеви за полупроводничким уређајима брзо расту. Са растућом улазном снагом за електронске чипове и гушће збијеним колима, топлота која се ствара током рада постаје значајан изазов. Ефикасно одвођење топлоте постало је критичан фактор у побољшању укупних перформанси и ефикасности полупроводничких уређаја, и ту силицијум нитрид игра виталну улогу.

Висока теоретска топлотна проводљивост силицијум нитрида, у комбинацији са одличном електричном изолацијом и отпорношћу на оксидацију, чини га идеалним материјалом за електронске подлоге за паковање велике снаге. Поред тога, његов коефицијент термичке експанзије блиско се поклапа са материјалима који се користе у полупроводничким чиповима, обезбеђујући структурни интегритет и минимизирајући топлотно напрезање током рада. Ова својства омогућавају производњу супстрата високих перформанси за дисипацију топлоте у апликацијама као што су кола велике брзине, ИГБТ (биполарни транзистори са изолованим вратима), ЛГ (светлосни водичи) и ЦПВ (концентрисани фотонапонски) системи.

Способност силицијум нитрида да ефикасно одводи топлоту, уз одржавање електричне изолације и механичке стабилности, од суштинског је значаја за уређаје који рукују великим количинама енергије. Његове одличне перформансе у овим областима не само да осигуравају поуздан рад енергетских полупроводника, већ такође доприносе минијатуризацији и ефикасности савремених електронских система.

Закључак

Укратко, јединствена комбинација чврстоће, отпорности на топлоту, хемијске стабилности и топлотне проводљивости силицијум нитрида чини га незаменљивим материјалом у разним применама високих перформанси. Од употребе у ваздухопловству и одбрани за производњу издржљивих компоненти на високим температурама, до његове улоге у решавању изазова расипање топлоте у полупроводничким уређајима велике снаге, силицијум нитрид наставља да буде витални играч у напретку модерних технологија. Како истраживања настављају да истражују његове особине и потенцијал, силицијум нитрид је спреман да остане шампион у свету напредних материјала.

Семицорек нуди висок квалитетСиН супстрат. Ако имате било каквих питања или су вам потребни додатни детаљи, не устручавајте се да нас контактирате.

Контакт телефон # +86-13567891907

Емаил: салес@семицорек.цом