ในแวดวงการผลิตอุตสาหกรรมสมัยใหม่ วัสดุเซรามิกได้กลายเป็นระบบวัสดุประสิทธิภาพสูงที่ขาดไม่ได้ ไม่ว่าจะเป็นเซรามิกอะลูมินา เซรามิกเซอร์โคเนีย หรือเซรามิกไนไตรด์ที่ก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่ละชนิดต่างแสดงให้เห็นถึงคุณค่าเฉพาะตัวภายใต้สภาวะการใช้งานที่หลากหลาย

เซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ เป็นวัสดุชนิดใหม่ที่ไม่ใช่โลหะและมีลักษณะเฉพาะตัว ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมระดับสูง เช่น เครื่องจักร อิเล็กทรอนิกส์ การโลหะวิทยา พลังงาน และอวกาศ เนื่องจากมีความแข็งแรงสูง ความแข็งสูง ทนความร้อนสูง ทนต่อการกัดกร่อน และทนต่อการสึกหรอ

สำหรับเจ้าหน้าที่จัดซื้อโรงงานและบุคลากรทางเทคนิค การมีความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับคุณสมบัติของเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ ขอบเขตการใช้งาน ภูมิทัศน์ของตลาด และสิ่งจำเป็นในการจัดซื้อ ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์เท่านั้น แต่ยังมีบทบาทสำคัญในการจัดการห่วงโซ่อุปทานและการเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุนอีกด้วย

• เซรามิกออกไซด์อะลูมิเนียม: ราคาประหยัด มีคุณสมบัติเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม และถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในวัสดุฐานอิเล็กทรอนิกส์และชิ้นส่วนที่ทนต่อการสึกหรอ

• ข้อดีของเซรามิกออกไซด์อยู่ที่กระบวนการผลิตที่พัฒนาอย่างสมบูรณ์ แม้ว่าจะมีคุณสมบัติด้านความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงและความทนทานต่อแรงกระแทกจากความร้อนด้อยกว่าเซรามิกไนไตรด์

• เซรามิกซิลิคอนไนไตรด์: คงความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงพร้อมความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันที่ยอดเยี่ยม

• เซรามิกไนไตรด์อะลูมิเนียม: เป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องการนำความร้อนสูง เหมาะสำหรับวัสดุรองรับการระบายความร้อน

• เซรามิกบอรอนไนไตรด์: มีคุณสมบัติในการหล่อลื่นที่ยอดเยี่ยม และมักถูกนำมาใช้เป็นวัสดุฉนวนความร้อนสูง

• “เซรามิกสีดำ” โดยทั่วไปหมายถึงเซรามิกเฉพาะทางที่มีพื้นผิวสีเข้ม ผสมผสานคุณสมบัติทางกลกับความสวยงามทางศิลปะ กำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นในเครื่องใช้บนโต๊ะอาหารระดับไฮเอนด์ ของตกแต่ง และชิ้นส่วนโครงสร้าง

เมื่อเปรียบเทียบกับเซรามิกออกไซด์แบบดั้งเดิม เซรามิกซิลิคอนไนไตรด์มีข้อได้เปรียบที่เหนือกว่าในด้านความทนทานต่อการสึกหรอ ความทนทานต่อแรงกระแทกจากความร้อน และการคงความแข็งแรง ทำให้เป็นวัสดุเซรามิกทางวิศวกรรมที่ขาดไม่ได้

• เซรามิกอะลูมินา: อะลูมินาเป็นเซรามิกวิศวกรรมที่พบมากที่สุด แต่ซิลิคอนไนไตรด์แสดงประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในหลายด้าน ซิลิคอนไนไตรด์มีความนำความร้อนสูงกว่าอะลูมินาถึงสามถึงสี่เท่า ซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการระบายความร้อนได้อย่างมีนัยสำคัญ

ความเหนียวต่อการแตกหักของซิลิคอนไนไตรด์อยู่ที่ 6–8 เมกะปาสคาลเมตร¹/₂ ซึ่งสูงกว่าของอะลูมิเนียมออกไซด์ที่ 2–3 เมกะปาสคาลเมตร¹/₂ อย่างมีนัยสำคัญ แสดงให้เห็นถึงความต้านทานต่อแรงกระแทกและความเครียดจากความร้อนที่เหนือกว่า

• เซรามิกเซอร์โคเนีย: ความเหนียวของเซรามิกเซอร์โคเนียโดยทั่วไปดีกว่าเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ แม้ว่าซิลิคอนไนไตรด์จะแสดงประสิทธิภาพที่ดีกว่าในกรณีการใช้งานที่อุณหภูมิสูง เซอร์โคเนียมักใช้ที่อุณหภูมิไม่เกิน 800°C ในขณะที่ซิลิคอนไนไตรด์สามารถทำงานได้อย่างเสถียรเป็นระยะเวลานานที่อุณหภูมิ 1200°C

• เซรามิกอะลูมิเนียมไนไตรด์: อะลูมิเนียมไนไตรด์เป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องการนำความร้อนสูง (ค่าทางทฤษฎีสูงถึง 170–200 W/m·K) อย่างไรก็ตาม ซิลิคอนไนไตรด์มีความแข็งแรงเชิงกลและความเหนียวต่อการแตกหักมากกว่าอะลูมิเนียมไนไตรด์ถึงสองเท่า จึงให้ความน่าเชื่อถือเชิงกลที่เหนือกว่า

นอกจากนี้ ซิลิคอนไนไตรด์ยังแสดงคุณสมบัติทนความร้อนได้สูงเป็นพิเศษ สามารถทำงานต่อเนื่องได้ถึง 1200°C และมีความเสถียรทางเคมีที่ดีเยี่ยม โดยเฉพาะอย่างยิ่งทนต่อการไฮโดรไลซิสในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้น

• เซรามิกบอรอนไนไตรด์: บอรอนไนไตรด์มีคุณสมบัติในการหล่อลื่นที่ยอดเยี่ยมและมีความทนทานต่อความร้อนได้ดี แต่ความแข็งแรงเชิงกลของมันต่ำกว่าซิลิคอนไนไตรด์อย่างมาก ซิลิคอนไนไตรด์มีความแข็งแรงในการดัดงอสูงกว่า (600–800 MPa) เมื่อเทียบกับบอรอนไนไตรด์ ทำให้มันเหมาะสมกว่าสำหรับการใช้งานที่ต้องรับน้ำหนักโครงสร้าง

• เซรามิกคาร์ไบด์ซิลิคอน: คาร์ไบด์ซิลิคอนมีความแข็งและความนำความร้อนที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับไนไตรด์ซิลิคอน อย่างไรก็ตาม ไนไตรด์ซิลิคอนมีความเหนียวต่อการแตกหักและความทนทานต่อความร้อนเฉียบพลันที่ดีกว่า นอกจากนี้ ไนไตรด์ซิลิคอนยังมีสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่ต่ำกว่า ซึ่งช่วยให้มีความเข้ากันได้ดีเยี่ยมกับชิปเซมิคอนดักเตอร์ (เช่น Si, SiC, GaN) ซึ่งช่วยลดความเครียดทางความร้อนและเพิ่มความน่าเชื่อถือของรอยต่อ

ตารางต่อไปนี้แสดงการเปรียบเทียบคุณสมบัติของเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์กับวัสดุเซรามิกหลักอื่นๆ:

• ความแข็งสูง: เซรามิกซิลิคอนไนไตรด์มีความแข็งใกล้เคียงกับ 9 ในมาตราส่วนโมห์ส ซึ่งถูกแซงหน้าเพียงโดยซิลิคอนคาร์ไบด์และเพชรเท่านั้น

• ความแข็งแรงสูง: ความแข็งแรงในการดัดที่อุณหภูมิห้องสามารถสูงถึง 800–1000 MPa ซึ่งสูงกว่าเซรามิกอะลูมินาทั่วไปอย่างมีนัยสำคัญ

• ความเหนียวสูง: แสดงความเหนียวต่อการแตกหักสูงกว่าเซรามิกส่วนใหญ่ พร้อมความต้านทานแรงกระแทกที่ยอดเยี่ยม

• สัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ: ประมาณ 3.0×10⁻⁶/K แสดงให้เห็นถึงความเสถียรทางความร้อนที่ยอดเยี่ยม

• การนำความร้อน: เซรามิกซิลิคอนไนไตรด์มีค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนปานกลาง ซึ่งต่ำกว่าเซรามิกอะลูมิเนียมไนไตรด์แต่สูงกว่าเซรามิกอะลูมินา

• ความต้านทานต่อความช็อกทางความร้อน: สามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลันที่เกิน 1000°C ได้ ทำให้เหมาะสำหรับสภาพการทำงานที่มีอุณหภูมิสูง

• ความต้านทานการกัดกร่อน: มีความเสถียรในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรดและด่างส่วนใหญ่

• ความต้านทานการออกซิเดชัน: ทนต่อการออกซิเดชันในอากาศที่มีอุณหภูมิสูง

เซรามิกซิลิคอนไนไตรด์มีประสิทธิภาพโดยรวมเหนือกว่าเซรามิกออกไซด์ส่วนใหญ่ โดยให้ความสมดุลระหว่างความแข็งแรง ความเหนียว และความทนทานต่ออุณหภูมิสูง

ผงเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการเตรียม โดยมีระดับความบริสุทธิ์และการกระจายขนาดอนุภาคเป็นตัวกำหนดคุณสมบัติสุดท้าย

• การเผาผนึกด้วยความร้อนสูง: ความหนาแน่นสูง คุณสมบัติเยี่ยม เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่ต้องการความแม่นยำสูง

• การเผาผนึกด้วยระบบลม: ป้องกันการเกิดรูพรุน ทำให้โครงสร้างสม่ำเสมอ

• การเผาผนึกปฏิกิริยา: มีต้นทุนต่ำ เหมาะสำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างขนาดใหญ่

• แผ่นเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์และแผ่นฐานเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

• มาตรฐานระดับชาติสำหรับวัสดุเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ได้รับการประกาศใช้ในระดับชาติแล้ว โดยควบคุมคุณภาพของผลิตภัณฑ์และวิธีการทดสอบ

• ส่วนประกอบโครงสร้างเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ เช่น หัวฉีดและองค์ประกอบรองรับ ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในอุปกรณ์โลหะวิทยาและอุปกรณ์พลังงาน

• ลูกบอลเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์: มีลักษณะเด่นคือมีแรงเสียดทานต่ำ ทนต่อการสึกหรอสูง และทนต่อการล้าได้ดี เป็นแกนหลักของตลับลูกปืนความเร็วสูง

• การใช้งานและลักษณะของลูกบอลเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์: ใช้ในตลับลูกปืนหลักสำหรับกังหันลม, เทอร์โบชาร์จเจอร์, และเครื่องยนต์อากาศยาน

• ตลับลูกปืนเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์: เมื่อเปรียบเทียบกับตลับลูกปืนโลหะแล้ว ตลับลูกปืนเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์มีอายุการใช้งานที่ยาวนาน ทนต่ออุณหภูมิสูง และไม่ต้องใช้การหล่อลื่น

• เครื่องมือตัดเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์: มีประสิทธิภาพการตัดสูง สามารถตัดโลหะผสมทนความร้อนและเหล็กหล่อได้

• แผ่นเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์: คุณสมบัติการเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม เหมาะสำหรับโมดูลไฟฟ้า

• ผู้ผลิตแผ่นเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์: มีบทบาทสำคัญในห่วงโซ่อุปทานยานยนต์พลังงานใหม่และการสื่อสาร 5G

• อิฐซิลิคอนคาร์ไบด์ที่เชื่อมด้วยซิลิคอนไนไตรด์: ใช้ในเตาหลอมโลหะวิทยา แสดงความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมและอายุการใช้งานที่ยาวนาน

• หัวฉีดเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์: ใช้ในระบบพ่นทรายและระบบเผาไหม้ถ่านหินละเอียด ให้ความต้านทานการสึกหรอและความร้อนที่ยอดเยี่ยม

• ความแข็งและความแข็งแรงสูง

• ความต้านทานต่อความช็อกจากความร้อนและความทนทานต่ออุณหภูมิสูง

• ความเสถียรทางเคมีที่ยอดเยี่ยม

• เหมาะสำหรับสภาพการใช้งานที่รุนแรง

• ค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง

• ความยากในการประมวลผลสูง

• กระบวนการผลิตมีความซับซ้อนและต้องการมาตรฐานทางเทคนิคสูงจากผู้ผลิต

• ผลิตภัณฑ์นี้ใช้หลักในตลับลูกปืนที่มีความแม่นยำสูงและเครื่องจักรความเร็วสูง

• เทคโนโลยีผงและกระบวนการเผาผนึกของผู้ผลิตถือเป็นข้อได้เปรียบทางการแข่งขันหลักของบริษัท

• มีกิจการจำนวนมากจากทั้งตลาดในประเทศและต่างประเทศได้จัดตั้งกิจการขึ้น ครอบคลุมหลากหลายอุตสาหกรรม เช่น อิเล็กทรอนิกส์ เครื่องจักรกล และพลังงาน

• ส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เสริมวัสดุเซรามิกไนไตรด์อะลูมิเนียม

• ให้ความสำคัญกับผู้ผลิตที่มีการรับรองมาตรฐานระดับประเทศ
• มุ่งเน้นที่ความสามารถของผู้ผลิตในการควบคุมความสม่ำเสมอและความเสถียรของชุดการผลิต

เซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ ด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่นอย่างรอบด้าน ได้กลายเป็นวัสดุเชิงกลยุทธ์ในการผลิตระดับสูง ไม่ว่าจะเป็นในตลับลูกปืนความเร็วสูง อิเล็กทรอนิกส์กำลัง วัสดุทนไฟ หรือเครื่องมือตัด ต่างแสดงให้เห็นถึงคุณค่าในการประยุกต์ใช้ที่เหนือกว่าวัสดุแบบดั้งเดิม

สำหรับเจ้าหน้าที่จัดซื้อและบุคลากรทางเทคนิค การเชี่ยวชาญในพารามิเตอร์ประสิทธิภาพ สถานการณ์การใช้งาน ความสามารถของผู้ผลิต และการรับรองมาตรฐานของเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการตัดสินใจจัดซื้อที่มีประสิทธิภาพ ในอนาคต ด้วยการอัปเกรดกระบวนการและความต้องการของตลาดที่ขยายตัว เซรามิกซิลิคอนไนไตรด์จะมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในอุตสาหกรรมที่หลากหลายมากขึ้น