Kundenspezifische Keramikwelle aus Siliziumnitrid Si3N4, keramische Stäbe

Die Siliciumnitrid (Si₃N₄) Keramikwelle ist ein hochleistungsfähiges technisches Bauteil, das aus einer fortschrittlichen technischen Keramik hergestellt wird. Es handelt sich nicht um ein traditionelles Metall wie Stahl oder aluminium, sondern wird durch ein Pulvermetallurgieverfahren hergestellt, das pressen und Hochtemperatursintern beinhaltet.

Aus Sicht der Anwendungsszenarien sind die Luft- und Raumfahrt sowie die Automobilindustrie die zentralen Nachfragesektoren. Im Bereich Luft- und Raumfahrt werden Siliciumnitrid-Stäbe für Turbinenschaufelpositionierstifte in Flugzeugtriebwerken und Buchsen in Lageregelungsmechanismen von Raumfahrzeugen verwendet. Aufgrund ihrer Hochtemperaturbeständigkeit und Leichtbauvorteile reduzieren sie das Gerätgewicht und erhöhen die Betriebssicherheit. Auch Präzisionsführungsstäbe in Lenksystemen von Raketen setzen auf ihre hohe Festigkeit und Dimensionsstabilität.

Im Automobilbereich verwenden Hochleistungssportwagen und Fahrzeuge mit neuer Energieantrieb Siliciumnitrid-Stäbe für Getriebelager und Motorventilführungen. Im Vergleich zu herkömmlichen Metallbauteilen weisen diese Stäbe eine 5- bis 8-mal höhere Verschleißfestigkeit auf, verlängern die Lebensdauer und senken den Energieverbrauch.

In der Elektronik- und Halbleiterindustrie dienen Siliziumnitrid-Stäbe als Führungswellen für Wafer-Schneidequipment und Auswerferstifte für Halbleiter-Verpackungsspritzgussformen. Sie gewährleisten hohe Präzision und chemische Stabilität während des Bearbeitungsprozesses, verhindern Verunreinigungen durch Verunreinigungen und verbessern die Chip-Ausbeute.

Vorteile von Siliziumnitrid-Stäben

Die besonderen Vorteile von Siliciumnitrid-Stäben ergeben sich aus den synergistischen Eigenschaften von Siliciumnitrid-Keramik und präzisen Formgebungsverfahren. Sie weisen eine Biegefestigkeit bei Raumtemperatur von 600–800 MPa auf und behalten auch bei hohen Temperaturen von 1200 °C über 80 % ihrer Festigkeit. Aufgrund eines geringen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 3,2×10⁻⁶/°C widerstehen sie wirksam thermischem Schock durch plötzliche Temperaturschwankungen. Zudem zeichnen sie sich durch hervorragende Verschleißfestigkeit (Reibungskoeffizient nur 0,1–0,2) und chemische Inertheit aus, sind gegen Korrosion durch starke Säuren und Laugen resistent und reagieren nicht mit den meisten geschmolzenen Metallen und Salzen. Darüber hinaus weisen Siliciumnitrid-Stäbe eine gute elektrische Isolierfähigkeit und eine geringe Dichte (3,2 g/cm³) auf, wodurch sie in Stäbe mit unterschiedlichen Durchmessern, Längen und komplexen Querschnitten bearbeitet werden können, um vielfältige Anforderungen an Präzisionsbauteile zu erfüllen
Diese Wellen zeichnen sich durch eine außergewöhnliche Kombination von Eigenschaften aus, die sie gegenüber Metallen in anspruchsvollen Anwendungen überlegen machen.

Typische Anwendungen

• Halbleiterfertigung: Wird für Wafer-Transferarme und Hochtemperaturofenverkleidungen verwendet, um hohe Sauberkeit und Temperaturstabilität zu gewährleisten.
• Neue Energiefahrzeuge: Als Isolierträger für Motoren und thermische Säulen für Batteriemodule, hitzebeständig und isolierend. Wird in Hochleistungsladerotoren eingesetzt, um Turboloch zu reduzieren (aufgrund geringer trägheit)
• Luft- und Raumfahrt: Herstellung von Turbinenschaufeln, Motorbauteilen und Beständigkeit unter extremen thermischen Bedingungen.
• In Leitsystemen, Aktuatoren und Hilfsstromaggregaten, wo Gewicht, Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit entscheidend sind.
• Chemische Industrie und Verfahrenstechnik Pumpen: Als Wellen in dichtungslosen magnetgekoppelten pumpen oder Pumpen, die stark abrasive/korrosive Schlämme fördern.
• Hochgeschwindigkeitsspindeln und CNC-Fräser: Dies ist eine Hauptanwendung. Das geringe trägheitsmoment ermöglicht äußerst schnelle Beschleunigungs- und Verzögerungszeiten, wodurch die Bearbeitungseffizienz und Oberflächenqualität verbessert werden.
• Medizin- und Zahnmedizintechnik: Für Hochgeschwindigkeitsbohrer und Handstücke, die sterilisiert werden und bei sehr hohen Drehzahlen betrieben werden.

Wichtige Eigenschaften und deren Bedeutung

1. Extreme Härte

Eines der härtesten verfügbaren Materialien, nahezu diamantähnlich. Hervorragende Verschleißfestigkeit, was zu einer deutlich längeren Lebensdauer im Vergleich zu Stahl führt, insbesondere bei abrasiven bedingungen. umgebungen.

2. Hohe Festigkeit und Steifigkeit

Behält bei Raumtemperatur und erhöhten Temperaturen (bis ca. 1200 °C) eine hohe mechanische Festigkeit. Widersteht Verbiegung und Verformung unter hoher Last. Ermöglicht den Betrieb mit hohen Drehzahlen bei minimalem Schlupf oder Vibration.

3. Geringe Dichte

Etwa 60 % leichter als Stahl. Reduziert die rotierende Masse (Trägheit), was zu schnelleren beschleunigung/Verzögerung, geringerer Energieverbrauch und reduzierte Lagerbelastungen.

4. Geringe Wärmeausdehnung

Dehnt sich bei Erwärmung sehr wenig aus. Behält über einen weiten temperaturbereich die Maßstabilität bei. Entscheidend für die Aufrechterhaltung präziser Spalte bei hoher Hitze anwendungen.

5. Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit

Unempfindlich gegenüber den meisten Säuren, Laugen und korrosiven Gasen. Ideal für die chemische Verarbeitung, maritime Umgebungen und Anwendungen, in denen Schmierstoffe zerfallen.

6. Nicht-magnetisch und elektrisch isolierend

Leitet weder Magnetismus noch Elektrizität. Unverzichtbar für MRT-Geräte, halbleiterfertigung und andere empfindliche elektronische oder wissenschaftliche Anwendungen ausrüstung.

7. Hohe Temperaturbeständigkeit

Behält seine Eigenschaften bei Temperaturen, bei denen Stahl weich werden oder schmelzen würde. Geeignet für den Einsatz in Öfen, Turbinen und mechanischen Hochtemperatursystemen.

 


Produktparameter-Tabelle