Domovská stránka > Produkty > Průmyslová keramika > Silikonnitrid
Dusík křemičitý je anorganická látka se vzorcem Si3N4. Je důležitým konstrukčním keramickým materiálem s vysokou tvrdostí, vlastní mazivostí a odolností proti opotřebení. Jedná se o atomový krystal; je oxidačně stálý za vysokých teplot. Odolává také tepelným šokům. Při zahřátí na více než 1000 ℃ ve vzduchu se nebude praskat ani po rychlém ochlazení a opětovném zahřátí. Právě díky těmto vynikajícím vlastnostem dusíku křemičitého se keramika často používá na výrobu strojních součástí, jako jsou ložiska, lopatky turbín, těsnicí kroužky, trvalé formy apod.
Keramický hřídel z nitridu křemíku je vysoce kvalitní inženýrská součástka, která se používá v extrémních podmínkách, jako jsou vysoké otáčky, vysoké teploty, korozivní prostředí nebo potřeba minimálního opotřebení, kdy jsou tradiční kovy nevhodné. I když počáteční náklady a nároky na návrh jsou vyšší, výsledný přínos pro výkon, spolehlivost a celkové provozní náklady v příslušných aplikacích je obrovský.
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
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
| Položka | pálení v plynném prostředí | pálení za horka | reaktivní slinování | beztlakové slinování |
| Tvrdost podle Rockwella (HRA) | ≥75 | - | > 80 | 91-92 |
| objemová hustota(g/cm3) | 3.25 | > 3,25 | 1.8-2.7 | 3.0-3.2 |
| Dielektrická konstanta (ε r20℃, 1MHz) | - | 8,0(1MHz) | - | - |
| elektrický objemový odpor(Ω.cm) | 10¹⁴ | 10⁸ | - | - |
| mezní houževnatost (MPa m1/2) | 6-9 | 6-8 | 2.8 | 5-6 |
| Modul pružnosti (GPa) | 300-320 | 300-320 | 160-200 | 290-320 |
| součinitel tepelné roztažnosti (m/K *10⁻⁶/℃) | 3.1-3.3 | 3.4 | 2.53 | 600 |
| tepelná vodivost (W/mK) | 15-20 | 34 | 15 | - |
| weibullovo číslo (m) | 12-15 | 15-20 | 15-20 | 10-18 |
Vysoce tepelně odolná litinová trubice z nitridu křemičitého pro nízkotlaké lití
Nepravidelná součást z karbidu křemíku pro těsnění a komponenty čerpadel
Trubice z čistého dusičnanu boritého, vynikající izolace pro aplikace s vysokým napětím
Vysoce kvalitní tepelně odolná kvantová skleněná trubka velkého průměru na míru
EN
