Technische Keramik ist in verschiedenen Industrien weit verbreitet. Nichtoxidische Keramiken nehmen einen relativ großen Anteil an der technischen Keramik ein. Nichtoxidkeramiken beziehen sich hauptsächlich auf Nitridkeramiken, Karbidkeramiken, Boridkeramiken und Silizidkeramiken. Sie sind im Allgemeinen durch starke kovalente Bindungen verbunden, und nichtoxidische keramische Rohstoffe gibt es in der Natur selten. Es ist notwendig, die Rohstoffe künstlich zu synthetisieren und dann keramische Produkte nach dem Keramikverfahren herzustellen. In diesem Artikel werden die folgenden fünf gängigen Nichtoxidkeramiken kurz vorgestellt.
▼ Siliziumnitrid-Keramik
Siliziumnitrid (Si3N4) ist eine kovalent gebundene Verbindung, die zwei Kristalltypen aufweist, nämlich α-Si3N4 und β-Si3N4. α-Si3N4 ist ein körniger Kristall, β-Si3N4 ist ein Nadelkristall, die beide zum hexagonalen Kristallsystem gehören. Aufgrund der hohen Temperatur- und Verschleißfestigkeit von Si3N4-Keramiken, guter Temperaturwechselbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, niedrigem Reibungskoeffizienten und niedrigem Wärmeausdehnungskoeffizienten wurde es in vielen industriellen Bereichen weit verbreitet.
▼ Bornitrid-Keramik
Die Struktur und einige Eigenschaften von Bornitrid (BN) ähneln denen von Graphit und es gibt zwei Kristalltypen: hexagonal und kubisch. Hexagonal kann bei 1.300-1.800 ℃ und 6,5 MPa in kubisches BN umgewandelt werden, und seine Härte ist nach Diamant an zweiter Stelle. Das BN-Material mit der hexagonalen Hauptkristallphase hat Bearbeitbarkeit, weiße Gleitfähigkeit und gute thermische Eigenschaften. Es ist ein ideales elektrisch isolierendes und wärmeableitendes Material bei Hochtemperaturumgebungen und ist auch ein hervorragendes metallurgisches Behältermaterial.
▼ Siliziumkarbid-Keramik
Siliziumkarbid (SiC)-Keramiken haben zwei Kristalltypen, einer ist α-SiC, der zum hexagonalen Kristallsystem gehört. Es ist ein hochtemperaturstabiler Typ; das andere ist β-SiC, das zum kubischen Kristallsystem gehört und ein bei niedriger Temperatur stabiler Typ ist. α-SiC kann im Temperaturbereich von 2.100-2.400℃ in β-SiC-Kristallform umgewandelt werden. Siliziumkarbidkeramiken haben eine hohe Hochtemperaturfestigkeit, ein niedriges Hochtemperaturkriechen, eine hohe Härte, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Oxidationsbeständigkeit, eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine gute thermische Stabilität, so dass es sich um ein gutes Hochtemperatur-Strukturkeramikmaterial über 1.400 handelt. Zuerst wurde es hauptsächlich als feuerfeste Materialien und Schleifmittel verwendet, wie z. B. Düsensteine für die Stahlherstellung, Ofenauskleidung, Ofenmöbel, Schleifscheiben usw., und dann nach und nach in einigen technischen Bereichen als Hochtemperatur-Baumaterialien oder Heizelemente verwendet. wie Raketenauspuffdüsen, Gasturbinenschaufeln, Elektroden von Magnetfluidgeneratoren, elektrische Ofenheizelemente usw.
▼ Borkarbid-Keramik
Borcarbid zeichnet sich durch geringe Dichte, hohe Festigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit und gute chemische Beständigkeit aus. Auch als schwarzer Diamant bekannt, ist es eine anorganische Substanz mit der chemischen Formel B₄C, normalerweise grau-schwarz. B₄C ist eines der drei härtesten Materialien (nach Diamant und kubischem Bornitrid an zweiter Stelle). Im Vergleich zu Diamant und kubischem Bornitrid ist Borcarbid einfach herzustellen und kostengünstig, sodass es häufiger verwendet wird. Es kann an manchen Stellen teuren Diamanten ersetzen und wird häufig beim Schleifen, Bohren und anderen Aspekten verwendet. Borcarbid wird typischerweise in Panzerpanzerungen, Körperschilden und vielen industriellen Anwendungen verwendet. Borcarbid kann viele Neutronen absorbieren, ohne radioaktive Isotope zu bilden, und ist daher ein idealer Neutronenabsorber in Kernkraftwerken.
