يستخدم طوب كربيد السيليكون المترابطة -نيتريد السيليكون كربيد السيليكون (SiC أكبر من أو يساوي 70%) كركام ويشكل مرحلة ترابط Si₃N₄ من خلال تفاعل النتردة. تعالج مزايا مقاومة التآكل- الأساسية ثلاث نقاط ضعف رئيسية في التطبيقات-المتطورة:
مقاومة قوية للأكسدة في درجات الحرارة العالية-: يتأكسد طوب كربيد السيليكون العادي بسهولة فوق 1200 درجة لتكوين SiO₂، مما يتسبب في أن يصبح هيكل الطوب مساميًا وفضفاضًا؛
في المقابل، يتأكسد Si₃N₄ عند درجات حرارة عالية ليشكل طبقة واقية كثيفة SiO₂-Al₂O₃ تمنع تغلغل الأكسجين؛ عند درجة حرارة 1400 درجة، يكون معدل الأكسدة واحدًا فقط-عُشر معدل طوب كربيد السيليكون العادي؛
مقاومة فائقة للتآكل: صلابة Si₃N₄ (صلابة موس 9.5) تقترب من صلابة الماس.
من خلال العمل بشكل تآزري مع SiC، تبلغ مقاومة المادة للتآكل في درجة حرارة الغرفة-ضعف مقاومة طوب كربيد السيليكون العادي، مما يجعلها مناسبة للبيئات التي تعاني من تآكل المواد بشكل كبير؛
مقاومة ممتازة للصدمات الحرارية: معامل التمدد الحراري هو فقط 4×10⁻⁶/ درجة (عند 1000 درجة) -70% من طوب كربيد السيليكون العادي.
وفي اختبارات التبريد المائي-من 1100 درجة، يمكنها تحمل أكثر من 40 دورة دون حدوث تشققات، مما يجعلها مثالية للمعدات-المتطورة التي تخضع لعمليات التشغيل-الإيقاف المتكررة.
"تصنيف الفئة" لطوب نيتريد السيليكون-المترابط من كربيد السيليكون: محتوى Si₃N₄ يحدد عمر الخدمة
يعد محتوى Si₃N₄ هو العامل الرئيسي الذي يحكم أداء الطوب. تصنف الصناعة هذا الطوب إلى ثلاث فئات بناءً على محتوى Si₃N₄ ليناسب مختلف التطبيقات -المتطورة:
نسبة عالية من-النيتروجيننيتريد السيليكون-طوب كربيد السيليكون المترابطةتتميز بمحتوى Si₃N₄ أكبر من أو يساوي 20%، ومحتوى SiC أكبر من أو يساوي 70%، وقوة ضغط لدرجة حرارة الغرفة - أكبر من أو تساوي 300 ميجا باسكال.
مع أقصى درجة حرارة للخدمة تصل إلى 1500 درجة، فهي مناسبة في المقام الأول لبيئات "الأكسدة الشديدة + درجة الحرارة المرتفعة"، مثل أجهزة تحويل الغاز الكيميائية للفحم وغرف احتراق محارق النفايات.
يحتوي الطوب النيتروجيني المتوسط- على محتوى Si₃N₄ بين 12% و20%، ومحتوى SiC أكبر من أو يساوي 75%، وقوة ضغط في درجة حرارة الغرفة - أكبر من أو تساوي 250 ميجا باسكال، والحد الأقصى لدرجة حرارة الخدمة 1450 درجة.
مناسب للتطبيقات التي تتضمن "تآكلًا عاليًا وأكسدة معتدلة"، مثل قنوات تنظيف الخبث المعدني- والمناطق المحيطة بسدادات تطهير المغرفة؛ يحتوي متغير النيتروجين المنخفض- على 6%-12% Si₃N₄ وأكبر من أو يساوي 80% SiC، مع قوة سحق على البارد أكبر من أو تساوي 200 ميجاباسكال.
مع درجة حرارة تشغيل قصوى تصل إلى 1400 درجة، يتم استخدامه بشكل أساسي في -التطبيقات المتطورة التي تتميز "بنسبة أكسدة منخفضة وتآكل منخفض"، مثل أنابيب المبادل الحراري للغلايات الحرارية المهدرة وبطانات أوعية التفاعل الكيميائي.