非酸化物セラミックス – シリコン窒化物 (Si3N4)

高度なアプリケーション向けのセラミック材料

シリコン窒化物(Si3N4)は、材質特性を上手く組み合わせることでできています。炭化シリコン(SiC)並みの軽量でありながら、そのミクロ構造により優れた耐熱衝撃性を持ち、高い靱性で衝撃や打撃に強くなっています。

知っておきたい情報:

シリコン窒化物 (Si3N4) の特性

  • 超低密度(3.21 g/cm3
  • 非常に高い破壊靱性(7 MPam1/2
  • 良好な曲げ強度(850 MPa)
  • 非常に良好な耐熱衝撃性:高熱圧力パラメーター(569 K)
  • 酸化雰囲気での最大作動温度:1,300°C
  • 中性雰囲気での最大作動温度:1,600°C

このミクロ構造は、マイクロロッドと連結した延伸結晶から構成されたものです。この特性の組み合わせが特に有用であると実証されたアプリケーションの例としては、セラミックインサートを用いたネズミ鋳鉄や鋳鉄の機械加工があります。硬質金属やその他の切断材とは違い、機械加工の工程は、冷却用潤滑油を使用することなく最大速度でセラミックインサートを用いて行われます。シリコン窒化物セラミックは、良好な摩擦特性と優れた破壊靱性の組み合わせにより、軽量かつ非常に精密なベアリング、高荷重に耐えるセラミック成型工具、高い圧力の掛かる自動車部品において、ボールや転動体として応用されています。そして、良好な耐熱衝撃性と高い耐熱性が溶接の工程で利用されています。