Mis on räninitriid

Räninitriid (Si3N4)on võtmematerjal kõrgtehnoloogilise kõrgtemperatuurse struktuurkeraamika väljatöötamisel. Tuntud oma erakordsete omaduste poolest, nagu kõrge temperatuurikindlus, kulumiskindlus, madal tihedus, kõrge tugevus ja kõvadus, on see pälvinud "materjalide maailma mitmekülgse meistri" maine. Need ainulaadsed omadused on muutnud räninitriidkeraamika asendamatuks paljudes tipptasemel valdkondades, sealhulgas masinaehituses, kosmosetööstuses, riigikaitses, pooljuhttehnoloogias ja isegi biomeditsiinilistes rakendustes.

Räninitriidon anorgaaniline, mittemetalliline ühend, mis koosneb Si-N tetraeedrilistest ühikutest, mida iseloomustab tugev kovalentne side aatomite vahel. Räni- ja lämmastikuaatomite vaheline kõrge sidumistugevus annab Si3N4-le silmapaistvad mehaanilised omadused, sealhulgas suurepärase kõvaduse ja suurepärase kulumiskindluse. Selle keraamika demonstreerib tugevat painde- ja survekindlust, muutes selle nõudlikes keskkondades väga vastupidavaks. Kuid sama tugev kovalentne side, mis annab räninitriidi tugevuse, põhjustab ka piiratud plastilist deformatsiooni, mis tähendab, et kristallstruktuuril on väga vähe libisemissüsteeme. See muudab räninitriidi hapraks, muutes selle stressi korral kalduvamaks murduma.

Üks peamisi eeliseidräni nitriidon selle tugev keemiline stabiilsus, mis tuleneb räninitriidi tetraeedriliste üksuste moodustatud ruumilisest võrgustruktuurist. See muudab selle väga vastupidavaks enamiku anorgaaniliste hapete ja aluste suhtes, välja arvatud vesinikfluoriidhape, mis võib materjali korrodeerida. See keemiline vastupidavus suurendab selle töökindlust karmides keemilistes keskkondades, laiendades veelgi selle potentsiaalseid rakendusi kriitilistes tööstusharudes.

Räninitriidi kristallstruktuurid

Räninitriideksisteerib kolmes erinevas kristallstruktuuris: α-faas, β-faas ja γ-faas. Nende hulgas on α- ja β-faasid kõige sagedamini vaadeldud ja kasutatavad Si3N4 vormid, mis mõlemad kuuluvad kuusnurksesse kristallisüsteemi. Nende faaside stabiilne võrgustruktuur vastutab suurepäraste mehaaniliste ja termiliste omaduste eest, mis muudavad räninitriidkeraamika ideaalseks mitmesugusteks rakendusteks.

β-faas (β-Si3N4) on eriti oluline insenerirakendustes tänu oma suurepärasele jõudlusele kõrgetel temperatuuridel ja keemilisele vastupidavusele. See on kõige laialdasemalt kasutatav kristallivorm sellistes tööstusharudes nagu kosmose-, kaitse- ja masinaehitus. Näiteks kasutatakse β-Si3N4 suure jõudlusega keraamiliste mootoriosade, gaasiturbiinide rootorite ja staatorite ning mehaaniliste tihendirõngaste valmistamisel, kus selle isemäärimisomadused ja kõrge vastupidavus ekstreemsetes tingimustes on kõrgelt hinnatud.

Seevastu γ-faas (γ-Si3N4) on palju vähem levinud räninitriidi vorm, mida saab sünteesida ainult kõrge temperatuuri ja rõhu tingimustes. Selle tulemusena on räninitriidi struktuuride uurimine keskendunud peamiselt α- ja β-faasidele.

Kõrge soojusjuhtivusSilikoonnitriidkeraamilised aluspinnad

Kuna elektroonikatööstus areneb jätkuvalt suurema süstematiseerimise, intelligentsuse ja integratsiooni suunas, kasvavad nõudmised pooljuhtseadmetele kiiresti. Elektrooniliste kiipide ja tihedamalt pakitud vooluahelate sisendvõimsuse suurenemisega muutub töö ajal tekkiv soojus oluliseks väljakutseks. Tõhus soojuse hajumine on muutunud kriitiliseks teguriks pooljuhtseadmete üldise jõudluse ja tõhususe parandamisel ning siin on räninitriidil oluline roll.

Räninitriidi kõrge teoreetiline soojusjuhtivus koos suurepärase elektriisolatsiooni ja oksüdatsioonikindlusega muudab selle ideaalseks materjaliks suure võimsusega elektroonikapakendi substraatide jaoks. Lisaks on selle soojuspaisumistegur täpselt samaväärne pooljuhtkiipides kasutatavate materjalide omaga, tagades konstruktsiooni terviklikkuse ja minimeerides töötamise ajal tekkivat termilist pinget. Need omadused võimaldavad toota suure jõudlusega substraate soojuse hajutamiseks sellistes rakendustes nagu kiired ahelad, IGBT-d (Isolated Gate Bipolar Transistorid), LG (valgusjuhikud) ja CPV (kontsentreeritud fotogalvaanilised) süsteemid.

Räninitriidi võime soojust tõhusalt hajutada, säilitades samal ajal elektriisolatsiooni ja mehaanilise stabiilsuse, on suure võimsusega seadmete jaoks hädavajalik. Selle suurepärane jõudlus neis valdkondades ei taga mitte ainult jõupooljuhtide usaldusväärset toimimist, vaid aitab kaasa ka kaasaegsete elektroonikasüsteemide miniaturiseerimisele ja tõhususele.

Järeldus

Kokkuvõtteks võib öelda, et räni nitriidi ainulaadne tugevuse, kuumakindluse, keemilise stabiilsuse ja soojusjuhtivuse kombinatsioon muudab selle asendamatuks materjaliks mitmesugustes suure jõudlusega rakendustes. Alates selle kasutamisest kosmose- ja kaitsevaldkonnas vastupidavate ja kõrge temperatuuriga komponentide tootmiseks kuni selle rollini suure võimsusega pooljuhtseadmetes soojuse hajumise probleemide lahendamisel on räninitriid jätkuvalt oluline tegur kaasaegsete tehnoloogiate edendamisel. Kuna uuringud jätkavad selle omaduste ja potentsiaali uurimist, on räninitriid valmis jääma täiustatud materjalide maailmas meistriks.

Semicorex pakub kõrget kvaliteetiSiN substraat. Kui teil on küsimusi või vajate lisateavet, võtke meiega ühendust.

Kontakttelefon # +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com