Estructuras cristalinas: Sistema polimórfico α -Si3N4 < T < β -Si3N4
Formación cristalográfica de alfa-Si3N4
Formación cristalográfica de beta-Si3N4
3.20 g/cm3
Baja densidad → Momento de inercia bajo
304 GPa
0.25
900 MPa
5.8 - 8.50 MPa√m
A la temperatura de:
Dureza Knoop
Dureza Vickers
Tamb
2200
1600
Módulo de fractura = 414-580 MPa (Sinterizado con un 5% de porosidad).
Resistividad especifica
›1012 Ω·m
1900 ºC aproximadamente (sublima)
Coeficiente de dilatación térmica lineal
2.80 μm/m·ºC
Conductividad térmica
0 - 1000 ºC
16 - 33 W/m·K
Buena
Excelente resistencia a la corrosión
Excelente resistencia a la abrasión
* Nitruración del silicio: Reacción del silicio en polvo con nitrógeno a temperatura de 1100-1450ºC en presencia de catalizador (Fe). Impurezas metálicas <100 ppm.
* Formación de imida: Por reacción del SiCl4 o de SiH4 con NH3 (l) en tolueno. En la interfase se forma la imida de silicio que se transforma en Si3N4 por tratamiento térmico.
Difícil de densificar, se utilizan aditivos,MgO , MgO-Al2O3, Y2O3-Al2O3. Y2O3 , (<15%) para favorecer la difusión. Las propiedades dependen mucho del modo de densificación ya sea por reacción química, sinterizado, prensado en caliente o prensado isostático.
Es la cerámica técnica que presenta una mejor combinación de propiedades.
Componentes de motor de última tecnología tanto estáticos como dinámicos, debido a la combinación excelente de resistencia a elevadas temperaturas, resistencia al desgaste y a la corrosión, menor pérdidas por fricción y menor densidad.
Pieza de nitruro de silicio de un motor
