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El nitruro de silicio (Si3N4) es una cerámica técnica utilizada principalmente por su baja densidad y elevada resistencia a altas temperaturas.
El nitruro de silicio (Si3N4) es una cerámica técnica utilizada principalmente por su baja densidad y elevada resistencia a altas temperaturas.
True
El Si3N4 presenta dos polimorfismos básicos, a-Si3N4 y B-Si3N4.
El Si3N4 presenta dos polimorfismos básicos, a-Si3N4 y B-Si3N4.
True
El y-Si3N4 es una forma cristalina del Si3N4 que puede formarse a bajas temperaturas y presiones.
El y-Si3N4 es una forma cristalina del Si3N4 que puede formarse a bajas temperaturas y presiones.
False
El Si3N4 se descompone en Si y N2 a temperaturas superiores a 1800 ºC.
El Si3N4 se descompone en Si y N2 a temperaturas superiores a 1800 ºC.
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La densidad del Si3N4 es de aproximadamente 3.185 g/cm³, inferior a la del SiC.
La densidad del Si3N4 es de aproximadamente 3.185 g/cm³, inferior a la del SiC.
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La nitruración directa es un método para obtener polvos de Si3N4 de alta pureza.
La nitruración directa es un método para obtener polvos de Si3N4 de alta pureza.
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El Si3N4 se puede sinterizar sin aditivos y alcanzar densidades teóricas del 100%.
El Si3N4 se puede sinterizar sin aditivos y alcanzar densidades teóricas del 100%.
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La adición de óxidos como Y2O3 y Al2O3 en la sinterización genera fases líquidas que mejoran la densificación.
La adición de óxidos como Y2O3 y Al2O3 en la sinterización genera fases líquidas que mejoran la densificación.
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La compresión en caliente (HPSN) permite obtener piezas de Si3N4 densas con propiedades mecánicas superiores.
La compresión en caliente (HPSN) permite obtener piezas de Si3N4 densas con propiedades mecánicas superiores.
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El método HPSN permite fabricar piezas de formas complejas con facilidad.
El método HPSN permite fabricar piezas de formas complejas con facilidad.
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La reacción de nitruración directa ocurre a temperaturas superiores a 1450 ºC.
La reacción de nitruración directa ocurre a temperaturas superiores a 1450 ºC.
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La sinterización reactiva (RBSN) utiliza polvos de Si que reaccionan con nitrógeno para formar Si3N4.
La sinterización reactiva (RBSN) utiliza polvos de Si que reaccionan con nitrógeno para formar Si3N4.
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Los polvos de Si3N4 con tamaños de partícula inferiores a una micra favorecen la sinterabilidad.
Los polvos de Si3N4 con tamaños de partícula inferiores a una micra favorecen la sinterabilidad.
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La fase vítrea intergranular formada durante la sinterización afecta negativamente las propiedades mecánicas a altas temperaturas.
La fase vítrea intergranular formada durante la sinterización afecta negativamente las propiedades mecánicas a altas temperaturas.
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La resistencia a la flexión del Si3N4 varía entre 400 y 1000 MPa dependiendo del método de fabricación.
La resistencia a la flexión del Si3N4 varía entre 400 y 1000 MPa dependiendo del método de fabricación.
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El B-Si3N4 presenta una estructura cristalina hexagonal.
El B-Si3N4 presenta una estructura cristalina hexagonal.
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Las partículas fibrosas del B-Si3N4 ofrecen mayor resistencia mecánica que las partículas equiaxiales del a-Si3N4.
Las partículas fibrosas del B-Si3N4 ofrecen mayor resistencia mecánica que las partículas equiaxiales del a-Si3N4.
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La resistencia a la oxidación del Si3N4 se ve influida por la pureza de los polvos iniciales.
La resistencia a la oxidación del Si3N4 se ve influida por la pureza de los polvos iniciales.
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El Si3N4 presenta excelente resistencia al choque térmico debido a su baja expansión térmica.
El Si3N4 presenta excelente resistencia al choque térmico debido a su baja expansión térmica.
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El Si3N4 no es afectado por la presión parcial del oxígeno durante la oxidación.
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Los sialones son disoluciones sólidas basadas en el Si3N4 con propiedades mejoradas.
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Los sialones tipo β tienen mayor resistencia y tenacidad que los sialones tipo α.
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El Si3N4 se usa ampliamente en herramientas de corte por su elevada dureza y resistencia al desgaste.
El Si3N4 se usa ampliamente en herramientas de corte por su elevada dureza y resistencia al desgaste.
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Las aplicaciones del Si3N4 incluyen válvulas y turbinas en motores térmicos.
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La obtención de α-sialones requiere la inclusión de tierras raras como aditivos.
La obtención de α-sialones requiere la inclusión de tierras raras como aditivos.
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La fase amorfa intergranular mejora las propiedades mecánicas del Si3N4 a altas temperaturas.
La fase amorfa intergranular mejora las propiedades mecánicas del Si3N4 a altas temperaturas.
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El Si3N4 tiene menor densidad que el SiC, pero propiedades mecánicas superiores en algunos aspectos.
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Los polvos de Si3N4 contaminados con hierro tienen mejor resistencia a la oxidación.
Los polvos de Si3N4 contaminados con hierro tienen mejor resistencia a la oxidación.
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La expansión térmica del Si3N4 es mayor que la de los cerámicos no óxidos típicos.
La expansión térmica del Si3N4 es mayor que la de los cerámicos no óxidos típicos.
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El Si3N4 tiene menor conductividad térmica que el SiC.
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Study Notes
Cerámica Técnica: Nitruro de Silicio (Si₃N₄)
- Uso Principal: El nitruro de silicio (Si₃N₄) es una cerámica técnica principalmente por su baja densidad y elevada resistencia a altas temperaturas.
- Polimorfismos: Presenta dos polimorfismos básicos (α-Si₃N₄ y β-Si₃N₄). El α-Si₃N₄ es estable hasta 1500°C, y el β-Si₃N₄ es más estable a temperaturas superiores.
- Forma Cristalizada (γ-Si₃N₄): La forma γ-Si₃N₄ se forma a altas presiones y temperaturas, no a bajas.
- Descomposición: Se descompone en Si y N₂ a temperaturas superiores a 1800°C.
- Densidad: Su densidad (aprox. 3.3185 g/cm³) es inferior a la del SiC.
- Nitruración Directa: Es un método eficiente para obtener polvos de Si₃N₄ de alta pureza mediante la reacción 3Si + 2N₂ → Si₃N₄.
- Sinterización: Para alcanzar altas densidades, se requieren aditivos como óxidos (Y₂O₃, Al₂O₃) durante la sinterización, puesto que estos forman fases líquidas que mejoran la densificación.
- Compresión en Caliente (HPSN): Este método (HPSN) permite obtener piezas densas de Si₃N₄ con buenas propiedades mecánicas. No obstante, el HPSN está limitado a piezas simples.
- Temperatura de Nitruración Directa: La reacción de nitruración directa se realiza a temperaturas inferiores a 1450°C.
Propiedades Adicionales
- Resistencia a la Oxidación: Factores como la pureza de los polvos iniciales influyen en la resistencia al choque térmico de Si₃N₄.
- Resistencia Mecánica: La resistencia a la flexión varia entre 400 y 1000 MPa dependiendo del método de fabricación.
- Resistencia al Choque Térmico: El Si₃N₄ presenta excelente resistencia al choque térmico debido a su baja expansión térmica.
- Conductividad Térmica: La conductividad térmica del Si₃N₄ es inferior a la del SiC.
- Aplicaciones: Se utiliza en herramientas de corte por su elevada dureza y resistencia al desgaste, así como en válvulas y turbinas de motores térmicos.
- Sialones: Los sialones son disoluciones sólidas basadas en Si₃N₄ con propiedades mejoradas. Los sialones tipo β presentan mayor resistencia y tenacidad que los tipo α.
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