Tilpasset siliciumnitrid keramikaksel Si3N4 keramikstænger

Siliciumnitrid (Si₃N₄) keramisk aksel er en højtydende teknisk komponent fremstillet af avanceret teknisk keramik. Det er ikke et traditionelt metal som stål eller aluminium, men fremstilles gennem en pulvermetallurgi-proces, der omfatter formning og højtemperatursintering.

Set fra anvendelsesscenarierne er luft- og rumfartsindustrien samt bilindustrien de centrale efterspørgselsområder. I luft- og rumfartssektoren bruges siliciumnitrid-stænger til turbinbladføringsstifte i flymotorer og bukser i rumfartøjers holdningskontrolmekanismer. Ved at udnytte deres evne til at modstå høje temperaturer og letvægtsfordele reduceres udstyrets vægt og forbedres driftssikkerheden. Præcisionsføringsstænger i missilføringsystemer er ligeledes afhængige af deres høje styrke og dimensionelle stabilitet.

I bilsektoren bruger high-performance racerbiler og nye energi køretøjer siliciumnitrid-stænger til transmissionslejer og motorens ventilstyringer. I forhold til traditionelle metaldele har disse stænger 5-8 gange større slidstyrke, hvilket forlænger levetiden og reducerer energiforbruget.

I elektronik- og halvlederindustrien fungerer siliciumnitrid-stænger som føringsskafter til waferskæreudstyr og udskydningsnåle til halvlederemballagemal. De sikrer høj præcision og kemisk stabilitet under behandlingen, forhindrer forurening med urenheder og forbedrer chipydelsen.

Fordele ved siliciumnitrid-stænger

De unikke fordele ved siliciumnitridstænger stammer fra de synergistiske egenskaber ved siliciumnitridkeramik og præcisionsdannende processer. De udviser en bøjningsstyrke ved stuetemperatur på 600-800 MPa og bevarer over 80 % af deres styrke, selv ved høje temperaturer på 1200 °C. Med en lav varmeudvidelseskoefficient på 3,2×10⁻⁶/°C tåler de effektivt termisk chok forårsaget af pludselige temperaturændringer. Desuden har de fremragende slidstyrke (friktionskoefficient på kun 0,1-0,2) og kemisk inaktivitet, hvilket gør dem modstandsdygtige over for korrosion fra stærke syrer og baser uden at reagere med de fleste smeltede metaller og salte. Yderligere har siliciumnitridstænger god elektrisk isolation og lav densitet (3,2 g/cm³), hvilket gør det muligt at bearbejde dem til stænger med forskellige diametre, længder og komplekse tværsnitsformer for at opfylde kravene til mange forskellige præcisionskomponenter
Disse aksler er kendt for deres ekstraordinære kombination af egenskaber, der gør dem overlegne i forhold til metaller i krævende applikationer.

Typiske anvendelser

• Halvlederproduktion: anvendes til wafers transportarme og liner til højtemperaturovne for at sikre høj renhed og højtemperaturstabilitet.
• Ny energi køretøjer: Som isolationsstøtter til motorer og varmekolonner til batteripakker, er de modstandsdygtige over for høje temperaturer og er isolerede. Anvendt i højtydende turbochargerrotorer til at reducere turbo lag (pga. lav inerti)
• Luft- og rumfart: Produktion af turbinblade, motordelen og komponenter, der tåler ekstreme termiske forhold.
• I styresystemer, aktuatorer og hjælpestrømsenheder, hvor vægt, hastighed, og pålidelighed er kritisk.
• Kemisk og procesindustri pumper: Som aksler i tætningsløse magnetdrevne pumper eller pumper, der håndterer stærkt slidgode/korrosive slam.
• Højhastighedsspindler og CNC-routere: Dette er en primær anvendelse. Den lave inerti gør det muligt med ekstremt hurtig opstart og nedbremsning, hvilket forbedrer maskinbearbejdningseffektiviteten og overfladekvaliteten.
• Medicinsk og tandlægeudstyr: Til højhastighedsbor og håndstykker, som skal kan steriliseres og fungere ved meget høje omdrejninger i minuttet.

Nøgleegenskaber og hvorfor de er vigtige

1. Ekstrem hårdhed

Et af de hårdeste materialer tilgængelige, tæt på diamanter. Fremragende slidstyrke modstandsdygtighed, hvilket resulterer i en langt længere levetid end stål, især ved slibning miljøer.

2. Høj styrke og stivhed

Bevarer høj mekanisk styrke ved både stuetemperatur og forhøjede temperaturer (op til ca. 1200°C). Modstår bøjning og deformation under høj belastning. Gør det muligt for hurtigdrift med minimal slæbning eller vibration.

3. Lav densitet

Cirka 60 % lettere end stål. Reducerer rotationssmasse (inertialast), hvilket resulterer i hurtigere acceleration/deceleration, lavere energiforbrug og reducerede lejrelaster.

4. Lav termisk udvidelse

Udvider sig meget lidt ved opvarmning. Bevarer dimensionel stabilitet over et bredt temperaturområde. Afgørende for at opretholde præcise spil i høje temperaturer ansøgninger.

5. Fremragende korrosionsbestandighed

Inert over for de fleste syrer, baser og ætsende gasser. Ideel til kemisk procesindustri, maritime miljøer og anvendelser, hvor smøremidler bryder ned.

6. Ikke-magnetisk og elektrisk isolerende

Leder hverken magnetisme eller elektricitet. Nødvendigt for MR-scannere, halvlederfremstilling og andre følsomme elektroniske eller videnskabelige anvendelser udstyrets sikkerhed.<br>

7. Højtemperaturkapacitet

Bevarer sine egenskaber ved temperaturer, hvor stål ville blødgøre eller smelte. Velegnet til brug i ovne, turbiner og mekaniske systemer med høj temperatur.

 


Produktparametertabel