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陶瓷絕緣材料——氮化硅的絕緣性

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引入:ZS-1091耐高溫絕緣涂料:硅酸鹽溶液作為成膜物質,加入片狀納米級云母、氧化鋁、氮化硅(Si3N4/ SiNx)作為涂料填料。

氮化硅(Si3N4/ SiNx):

氮化硅是一種由硅和氮組成的共價鍵化合物,有α、β和γ三種晶型。α-Si3N4為顆粒結晶,β-Si3N4為針狀結晶體,兩者均屬六方晶系。γ相需高溫高壓合成。

性能:莫氏硬度9~9.5,熔點1900℃(加壓下)。熱導率為10-30W/m·K,高溫1000℃,導熱率能到100-150W/m·K。線膨脹系數為2.8~3.2×10-6/℃(20~1000℃)。不溶于水。溶于氫氟酸。抗熱震性和抗氧化性能好。電阻率在1015-1016Ω.cm,氮化硅粉體1011~1012Ω.cm。(常見的絕緣材料如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等,其電阻率在10^14~10^18Ω·cm之間)

氮化硅具備高擊穿電場強度和低介電常數。因此,它常被用作高壓絕緣材料和電子器件的絕緣層。它具有較寬的帶隙(大約3-6電子伏特),并可通過摻雜來調節其導電性能,因此被視為一種重要的半導體材料。

氮化硅分為富硅氮化硅和富氮氮化硅,前者的帶隙一般在2-3ev左右,而富氮氮化硅在4ev以上,純氮化硅帶隙是4.6ev。純二氧化硅帶隙在8ev以上

影響氮化硅帶隙的因素(購買原料檢測時需注意成分比例):

1.氮含量:氮含量越高,氮原子與硅原子形成鍵作用也就越強,導致價帶和導帶之間能量差距變小

2.氧含量:氧原子與硅原子形成鍵合作用,會影響氮原子與硅原子形成的鍵合作用,從而影響氮化硅帶隙大小。

3.晶體結構:氮化硅的晶體結構對其帶隙大小也有影響。通常,a-Si3N4的帶隙比B-Si3N4大

4.制備方法:不同制備方法得到的氮化硅材料中,其晶體結構、氮合量、氧含量等都會有所不同,從而影響其帶隙大小.

在化學中,介電常數是溶劑的一個重要性質,它表征溶劑對溶質分子溶劑化以及隔開離子的能力。介電常數大的溶劑,有較大隔開離子的能力,同時也具有較強的溶劑化能力。介電常數隨分子偶極矩和可極化性的增大而增大。

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