Siliciumnitrid keramiske lejer holder gnidningen meget lav omkring 0,05 til 0,15 koefficienter, selv når de udsættes for intens varme og mekanisk spænding. Disse lejer overgår stållejer med cirka 40 til 60 procent, når de når hastigheder over 20.000 omdrejninger i minuttet. Den særlige binding mellem silicium- og kvælstofatomer hjælper med at modvirke slid forårsaget af termisk udvidelse, således at disse lejer kan fortsætte med at køre jævnt ved temperaturer over 800 grader Celsius uden at bryde sammen. På grund af denne stabilitet bruger maskiner, der anvender dem, faktisk 12 til 18 procent mindre energi i præcisionsagtanvendelser. Desuden er der ingen risiko for mikrosvejsning, når belastningen pludselig ændres. Dette sker, fordi materialet naturligt smører sig selv og ikke reagerer stærkt med andre overflader, hvilket gør det ideelt til krævende industrielle miljøer, hvor pålidelighed er afgørende.
Når maskiner roterer hurtigere end 250.000 omdrejninger i minuttet, sker der noget interessant med oliefilmslagene i almindelige metallejer. Den centrifugale kraft knuser simpelthen disse film, hvilket fører til direkte metalmodmetal-kontakt, der slider alt ned meget hurtigt. Her er det, siliciumnitrid-keramik virkelig træder frem, fordi de har tre hovedfordele, der fungerer sammen. For det første tiltrækker overfladerne faktisk smøremidler cirka tre gange bedre end almindeligt stål. For det andet tåler disse materialer varme langt bedre og forhindrer olie i at bryde ned, selv når temperaturen stiger over 120 grader Celsius. Og for det tredje er de væsentligt stivere end stål, med en elasticitetsmodul, der er omkring 50 % højere, så lejeracerne ikke deformeres under belastning. Alle disse egenskaber kombineret sikrer et ekstremt tyndt smørelag, nogle gange så tyndt som 0,1 mikrometer. For dem, der kører højhastighedsskærecenter, betyder det, at spindler kan køre kontinuerligt i næsten 18.000 timer, før de skal vedligeholdes. Det er groft regnet tre gange længere end, hvad traditionelle stållejer ville holde under lignende forhold.
Siliciumnitrid keramiske lejer tilbyder ekstraordinær slidstyrke, fordi de kombinerer flere nøgleegenskaber på én gang. Disse omfatter imponerende hårdhed over HV 1500, god revnetålmodighed på omkring 6 til 7 MPa·m½ samt fremragende evne til at modstå oxidation, selv når temperaturen når op til 1000 grader Celsius. Hårdheden hjælper med at forhindre slitage og overfladeskader, mens revnetålmodigheden forhindrer spændingsrevner i at sprede sig ved gentagne belastninger eller pludselige stød. Oxidationsbestandighed bevarer overfladerne intakte under barske forhold, hvor både varme og kemikalier er til stede. Denne kombination gør dem særlig velegnede til anvendelse i udstyr til kemisk procesbehandling og industriovne, hvor traditionelle metallejer simpelthen ikke kan holde længe, før de går i stykker. Praksisforsøg viser, at disse keramiske lejer oplever omkring 60 procent mindre slid end almindelige stålalternativer, hvilket betyder længere tid mellem vedligeholdelseskontroller og færre uventede nedetider i produktionsanlæg.
Si3N4 keramiske lejer kan have en højere startpris sammenlignet med traditionelle løsninger, men de holder op til tre gange længere i præcisionsakler og fødedrevsapplikationer, hvilket betyder reelle besparelser over tid. Hvad gør disse keramer så specielle? De er ekstremt hårde, modstandsdygtige over for revner ved belastning og klare varme langt bedre end stål ved høje omdrejninger, som vi ser i moderne maskineri. Denne kombination forhindrer stort set den slags slid og nedbrydning, der typisk får metallejer til at svigte allerede måneder før planlagt. Vedligeholdelsesteam rapporterer færre udbrud og sjældnere udskiftninger, hvilket resulterer i betydelige omkostningsreduktioner gennem produktionscykluserne.
Over en standard femårig udstningslevetid opnår faciliteter en reduktion i den samlede ejerskabsomkostning på 55–70 % – hvilket gør Si₃N₄ til en strategisk investering for drift, der prioriterer pålidelighed, driftstid og lean vedligeholdelsesbudgetter.
Keramiske lejer fremstillet af siliciumnitrid (Si3N4) er blevet afgørende i luftfarts turbomaskiner, som f.eks. hjælpeenheder til jetmotorer og raketbrændstofpumper. Disse lejer kan klare hastigheder langt over 250 tusind omdrejninger i minuttet i vakuummiljøer, hvor traditionelle stållejer fejler på grund af koldsvinding. Det faktum, at de ikke er metalliske, betyder, at der ikke opstår problemer med metalmod metal-klistring. Desuden bevarer disse materialer deres form, selv når de udsættes for ekstrem varme over 1200 grader Celsius, hvilket sikrer en jævn drift. Med et vægt fra ca. 40 % mindre end tilsvarende ståludgaver reduceres den centrifugale kraft markant på komponenterne. Dette hjælper med at forhindre deformation af komponenter og opretholde korrekt rotoradfærd, hvilket er afgørende for succesrige missioner i rummet eller ved operationer i høj højde.
Siliciumnitrid (Si3N4) -lagre i MR- og CT-maskiner hjælper med at reducere vibrationsforvrængningen af billedet takket være deres konstante materialeegenskaber og ekstremt glatte overflader med en grofthed på under 0,05 mikrometer. Disse lejer drejer meget glattere og stille i forhold til traditionelle metalmuligheder. Et andet stort plus? De er elektrisk isolerende, så de forhindrer de irriterende hvirvelstrømme i at ødelægge magnetfeltet. Desuden holder denne isolering elbilmotorer sikre mod elektrolytiske korrosionsproblemer forårsaget af strømmere. Komponenter holder omkring tre gange længere, når man bruger disse lejer. Elektromagnetiske interferenser bliver også undertrykt, og der er mærkbart mindre støj fra high-end elbiler. Det betyder bedre diagnostiske resultater for medicinsk billeddannelse, mens passagererne nyder en roligere tur, alt sammen uden tab af strøm.
EN
