Nitrure de silicium (Si3N4)
Les nitrures de silicium (Si3N4) présentent une excellente combinaison de propriétés de matériaux. Ils sont presque aussi légers que le carbure de silicium (SiC), mais leur structure leur confère une très bonne résistance aux chocs thermiques et ils sont insensibles aux chocs et aux impacts, ce qu'ils doivent à leur très grande résistance à la rupture.
La structure est composée de cristaux en forme de tiges qui s'enchevêtrent sous forme de micro-bâtonnets. Une application pour laquelle cette combinaison de propriétés fait particulièrement ses preuves est l'usinage de fonte grise ou de fonte avec des plaquettes céramiques. Contrairement aux métaux durs ou à d'autres matériaux de coupe, l'utilisation de plaquettes céramiques permet d'effectuer les processus à très grande vitesse et sans arrosage.
Exemples d'utilisation
La combinaison de bonnes propriétés tribologiques et d'une très bonne résistance à la rupture prédestine également la céramique de nitrure de silicium aux applications de billes et d'éléments roulants pour des roulements légers et extrêmement précis. Les outils très sollicités pour la technique de formage et les composants robustes et résistants dans la construction automobile sont d'autres domaines d'application de la céramique Si3N4. Sa bonne résistance aux chocs thermiques et aux hautes températures est utilisée dans le soudage.
À l'avenir, le nitrure de silicium pourrait jouer un rôle important dans les machines à haut rendement énergétique et l'électronique de pointe, car il est extrêmement résistant tout en étant léger.
Nitrure de silicium (Si3N4) Propriétés
- Très faible densité (3,21 g/cm3)
- Très haute ténacité à la rupture (7 MPam1/2)
- Bonne résistance à la flexion (850 MPa)
- Très bonne résistance aux chocs thermiques : paramètre de contrainte thermique élevé (569 K)
- Température maximale d'utilisation en atmosphère oxydante 1300°C
- Température maximale d'utilisation en atmosphère neutre 1600°C
