Zakázková hřídel z dusičnanu křemíku, keramické tyče Si3N4

Keramický hřídel z nitridu křemíku (Si₃N₄) je vysoce výkonná inženýrská součást vyrobená z pokročilé technické keramiky. Nejedná se o tradiční kov, jako je ocel nebo hliník, ale vyrábí se postupem práškové metalurgie zahrnujícím lisování a vysokoteplotní slinování.

Z hlediska aplikačních scénářů jsou letecký a automobilový průmysl klíčovými oblastmi poptávky. V leteckém průmyslu se tyče z nitridu křemičitého používají jako polohovací kolíky lopatek turbín v leteckých motorech a jako pouzdra v mechanismech ovládání polohy kosmických lodí. Díky své odolnosti proti vysokým teplotám a nízké hmotnosti snižují hmotnost zařízení a zvyšují provozní spolehlivost. Přesné vodící tyče v naváděcích systémech raket také využívají jejich vysokou pevnost a rozměrovou stabilitu.

V automobilovém sektoru využívají vysokovýkonná závodní vozy i vozidla na nové zdroje energie tyče z nitridu křemičitého pro ložiska převodovek a vodítka motorových ventilů. Ve srovnání s tradičními kovovými komponenty nabízejí tyto tyče 5 až 8krát vyšší odolnost proti opotřebení, což prodlužuje jejich životnost a snižuje spotřebu energie.

Ve výrobním průmyslu elektroniky a polovodičů slouží tyče z nitridu křemičitého jako vodící hřídele pro zařízení na řezání waferů a jako vyhazovací kolíky pro formy používané při balení polovodičů. Zajišťují vysokou přesnost a chemickou stabilitu během procesu zpracování, čímž zabrání kontaminaci nečistotami a zvyšují výtěžnost čipů.

Výhody tyčí z nitridu křemičitého

Jedinečné výhody tyčí ze slitiny dusíku křemičitého vyplývají ze synergických vlastností keramiky na bázi dusíku křemičitého a přesných tvářecích procesů. Tyto tyče vykazují ohybovou pevnost při pokojové teplotě 600–800 MPa a uchovávají více než 80 % této pevnosti i při vysokých teplotách 1200 °C. Díky nízkému koeficientu tepelné roztažnosti 3,2×10⁻⁶/°C efektivně odolávají tepelnému šoku způsobenému náhlou změnou teploty. Navíc mají vynikající odolnost proti opotřebení (součinitel tření pouze 0,1–0,2) a chemickou inertnost, což jim umožňuje odolávat korozi silnými kyselinami i zásadami a nezapojují se do reakcí s většinou roztavených kovů a solí. Dále tyče ze slitiny dusíku křemičitého disponují dobrou elektrickou izolací a nízkou hustotou (3,2 g/cm³), díky čemuž je lze zpracovat do podoby tyčí s různými průměry, délkami a složitými průřezy, aby vyhovovaly požadavkům na různé přesné komponenty
Tyto hřídele jsou známé svým výjimečným kombinací vlastností, které je činí nadřazenými kovům v náročných aplikacích.

Typické aplikace

• Výroba polovodičů: používá se pro přenosové ramena waferů a vysokoteplotní vložky pecí, aby byla zajištěna vysoká čistota a stálost za vysokých teplot. ‌
• Nová energetická vozidla: Jako izolační podpěry pro motory a tepelné sloupce pro bateriové bloky, odolné vůči vysokým teplotám a izolované. Používá se ve výkonných rotorech turbodmychadel za účelem snížení turbo zpoždění (díky nízké setrvačnosti)
• Letecký a kosmický průmysl: Výroba lopatek turbín, součástí motorů a odolnost proti extrémním tepelným podmínkám.
• V navigačních systémech, akčních členech a pomocných napájecích jednotkách, kde hmotnost, rychlost, a spolehlivost.
• Chemický a procesní průmysl – čerpadla: Jako hřídele u beztěsnicích magnetických pohonů nebo čerpadel zpracovávajících vysoce abrazivní/korozivní kaše.
• Vysokootáčkové vřetena a CNC frézky: Toto je hlavní oblast použití. Nízká setrvačnost umožňuje neuvěřitelně rychlé rozběhy a zpomalování, což zlepšuje efektivitu obrábění a kvalitu povrchu.
• Lékařské a zubní vybavení: Pro vysokootáčkové vrtačky a ruční kusy, které musí lze sterilizovat a provozovat při velmi vysokých otáčkách.

Klíčové vlastnosti a proč jsou důležité

1. Extrémní tvrdost

Jedna z nejtvrdších dostupných materiálů, blízká diamantu. Vynikající odolnost proti opotřebení, což znamená mnohem delší životnost ve srovnání se ocelí, zejména v abrazivních podmínkách prostředích.

2. Vysoká pevnost a tuhost

Udržuje vysokou mechanickou pevnost jak při pokojové teplotě, tak i při vyšších teplotách (až ~1200 °C). Odolává ohybu a deformacím při vysokém zatížení. Umožňuje provoz při vysokých otáčkách s minimálním odklonem nebo vibracemi.

3. Nízká hustota

Přibližně o 60 % lehčí než ocel. Snížení rotační hmotnosti (setrvačnosti), což vede k rychlejšímu zrychlení/zpomalení, nižší spotřeba energie a snížené zatížení ložisek.

4. Nízká tepelná roztažnost

Rozšiřuje se velmi málo při zahřívání. Udržuje rozměrovou stabilitu v širokém teplotním rozsahu. Kritické pro udržování přesných vůlí v prostředí s vysokým teplem aplikace.

5. Vynikající odolnost proti korozi

Netečný vůči většině kyselin, zásad a korozních plynů. Ideální pro chemické zpracování, námořní prostředí a aplikace, kde maziva degradují.

6. Nemagnetický a elektricky izolační

Neprovádí magnetismus ani elektřinu. Nezbytné pro zařízení MRI, výrobu polovodičů a další citlivé elektronické nebo vědecké aplikace zařízení.

7. Vysoká odolnost vůči teplotě

Udržuje své vlastnosti při teplotách, kdy by se ocel stala měkkou nebo roztavila. vhodné pro použití v pecích, turbínách a mechanických systémech s vysokou teplotou.

 


Tabulka parametrů produktu