Wofür wird Siliziumnitrid verwendet?

Siliziumnitrid(Si₃n₄) ist eine vielseitige Verbindung mit einer Vielzahl von Anwendungen aufgrund ihrer außergewöhnlichen mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften. Hier sind einige der Hauptanwendungen von Siliziumnitrid:

Keramikmaterialien:

Schneidwerkzeuge und Lager: Siliziumnitrid wird häufig bei der Herstellung von Schneidwerkzeugen und -lagern aufgrund seiner hohen Härte und Verschleißfestigkeit verwendet.

Motorkomponenten: Es eignet sich für die Herstellung von Motorkomponenten wie Kolbenringen, Verbindungsstäben und Turboladerblättern, die hohe Festigkeit und Widerstand gegen thermischen Stoßdämpfer erfordern.

Elektronische Geräte und Halbleiter:

Isolierschichten: Siliziumnitrid dient als ausgezeichnetes Isoliermaterial in elektronischen Geräten.

Diffusionsbarrieren: Es wird als Diffusionsbarriere bei der Herstellung von Halbleiter verwendet, um die Diffusion von Verunreinigungen zu verhindern.

Optische Beschichtungen: Siliziumnitridfilme können als optische Beschichtungen wie Anti-Reflexionsbeschichtungen für Linsen und Solarzellen oder Passivierungsschichten zum Schutz elektronischer Geräte verwendet werden.

Photonik und Mems:

Photonische Geräte: Siliziumnitrid mit einem mittleren Brechungsindex wird in photonischen Geräten verwendet, wobei sein Brechungsindex so eingestellt werden kann, dass sie bestimmte Anwendungsanforderungen erfüllen.

MEMS-Anwendungen: Durch Anpassung des Siliziumgehalts können die Materialeigenschaften von Silizium-reichen Nitrid (SIRIN) verändert werden, wodurch ein breiter Bereich von Anwendungen in mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) ermöglicht werden kann.

Luft- und Raumfahrt- und Automobilindustrie:

Hochtemperaturstrukturkomponenten: Siliziumnitrid wird in der Luft- und Raumfahrtindustrie zur Herstellung von strukturellen Komponenten mit hohen Temperaturen wie Motorteilen und Turbinenblättern verwendet.

Gewichtsreduzierung und Festigkeitsverbesserung: In der Automobilindustrie wird es verwendet, um das Gewicht zu verringern und gleichzeitig die Festigkeit und Haltbarkeit von Komponenten zu verbessern.

Medizinische Anwendungen:

Implantatmaterial:SiliziumnitridKeramik werden aufgrund ihrer guten Biokompatibilität und Verschleißfestigkeit in medizinischen Anwendungen wie künstlichen Gelenken und Zahnimplantaten verwendet.

Andere Anwendungen:

Brennstoffzellen: Siliziumnitrid kann als Trennmaterial in Brennstoffzellen verwendet werden.

Ballistische Materialien: Es hat potenzielle Anwendungen bei der Herstellung ballistischer Materialien aufgrund seiner hohen Härte und Festigkeit.

Zusammenfassend ist Siliziumnitrid ein sehr vielseitiges Material mit zahlreichen Anwendungen in verschiedenen Branchen. Die einzigartige Kombination aus mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften macht es zu einer idealen Wahl für anspruchsvolle Anwendungen, die hohe Festigkeit, Verschleißfestigkeit und thermische Stabilität erfordern.