Nitrur de silici

editor — Tue, 21 May 2013 09:26:20 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Estructures cristal·lines : Sistema polimòrfic α -Si₃N₄ < T < β -Si₃N₄

Formació cristal·logràfica de alfa-Si₃N₄

Formació cristal·logràfica de beta-Si₃N₄

Propietats generals

Densitat:

3.20 g/cm³

Observacions:

Baixa densitat → Moment d'inèrcia baix

Propietats mecàniques

Mòdul elàstic (GPa):

304 GPa

Coeficient de Poisson:

0.25

Resistència mecànica a flexió(MPa):

900 MPa

Tenacitat a fractura (KIc):

5.8 - 8.50 MPa√m

Duresa:

A la temperatura de:	Duresa Knoop	Duresa Vickers
T_amb	2200	1600

Observacions:

Mòdul de fractura = 414 - 580 MPa ( Sinteritzat amb un 5 % de porositat ).

Propietats elèctriques

Resistivitat especifica:

A la temperatura de:	Resistivitat especifica
T_amb	›10¹² Ω·m

Propietats tèrmiques

Temperatura de fusió:

1900 ºC aproximadament (sublima)

Coeficient de dilatació tèrmica lineal:

A la temperatura de:	Coeficient de dilatació tèrmica lineal
T_amb	2.80 μm/m·ºC

Conductivitat tèrmica:

A la temperatura de:	Conductivitat tèrmica
0 - 1000 ºC	16 - 33 W/m·K

Propietats tecnològiques

Resistència al desgast:

Bona

Propietats químiques

Resistència a l’oxigen:

Bona

Observacions:

Excel·lent resistència a la corrosió

Excel·lent resistència a l'abrasió

Obtenció

Observacions:

*Nitruració del silici: Reacció del silici en pols amb nitrogen a temperatura de 1100-1450ºC en presencia de catalitzador (Fe). Impureses metàl·liques < 100 ppm.

*Formació d'imida: Per reacció del SiCl₄ o de SiH₄ amb NH₃(l) en toluè. A la interfase es forma la imida de silici que es transforma en Si₃N₄ per tractament tèrmic.

Conformació

Observacions:

Difícil de densificar, s'utilitzen additius, MgO , MgO-Al₂O₃, Y₂O₃-Al₂O₃. Y₂O₃ , (<15%) per afavorir la difusió. Les propietats depenen molt del modus de densificació ja sigui per reacció química, sinteritzat, premsat en calent ó premsat isostàtic.

Aplicacions

Observacions:

És la ceràmica tècnica que presenta una millor combinació de propietats.

Components de motor d'última tecnologia tant estàtics com dinàmics, degut a la combinació excel·lent de resistència a elevades temperatures, resistència al desgast i a la corrosió, menys pèrdues per fricció i menys densitat.

Imatges:

Descripció:

Peça de nitrur de silici d'un motor

Español

Nanotub de carboni

editor — Tue, 21 May 2013 07:21:49 +0000

Pestanyes verticals

Dades generals

Classificació:

Composició química:

Carboni disposat en una làmina de Cg enrotllat

Estructura dels nanotubs de carboni

Observacions: Estructures d'uns 2 µm de llargada per 8-15 nm de diàmetre, formades per 10-20 capes concèntriques que s'enrosquen sobre elles mateixes per a formar l'estructura tubular. Els enllaços entre les són tipus grafit, mentre que en els extrems de cada tub els àtoms de carboni adopten la configuració de ful·lerè.

Caracterització

Microscòpia electrònica de scanning:

Microscòpia electrònica de rastreig:

Descripció:

Descripció: Multicapes de nanotubs de carboni procedents de CVD ( Chemical Vapour Deposition).

Imatge obtinguda del Department of Materials Science and Metallurgy, University of Cambridge.

Propietats generals

Densitat:

1.33 - 1.40 g/cm³

Observacions:

Mides: 0.6 - 1.8 nm de diàmetre

Propietats mecàniques

Mòdul elàstic (GPa):

1,3 TPa (1TPa = 10¹²Pa)

Resistència mecànica a tracció(MPa):

45 GPa

Imatges:

Descripció:

Poden doblegar-se amb grans angles i tornar al seu estat original. Són estructures flexibles (elàstiques).

Molt més resistents que les fibres de carboni i unes cent vegades més resistents que l'acer.

Propietats elèctriques

Observacions:

Capacitat de transport de corrent: estimada en 1 GA/cm².

Poden comportar-se com a conductors o bé com a semiconductors en funció del seu diàmetre, configuració ó simetria de l'entortolligament molecular.

Propietats tèrmiques

Observacions:

Estabilitat tèrmica: estable a 2800 ºC en el buit, 750 ºC en aire

Propietats químiques

Observacions:

Són químicament molt inerts.

Aplicacions

Observacions:

Per la seva rigidesa i esveltesa s'utilitzen en puntes de STM.

S'esperen aplicacions ràpides en:

Díodes i transistors a escala nanomètrica i, per tant, en miniaturització d'ordinadors.
Reforç en forma de microfibres en matrius metàl·liques o polimèriques
Producció de sensors químics a escala nanomètrica
Microelèctrodes en biosensors enzimàtics per tal de detectar, modificar o inhibir molècules amb activitat bioquímica.
Sondes químiques i genètiques.

Español

CMEmaterials - Estructural

Nitrur de silici

Pestanyes verticals

Nanotub de carboni

Pestanyes verticals