Arbre en céramique nitrure de silicium personnalisé, tiges en céramique Si3N4

L'arbre en céramique de nitrure de silicium (Si₃N₄) est un composant technique haute performance fabriqué à partir d'une céramique technique avancée. Ce n'est pas un métal traditionnel comme l'acier ou l'aluminium, mais il est produit par un procédé de métallurgie des poudres impliquant un pressage et une frittage à haute température.

Du point de vue des scénarios d'application, les industries aérospatiale et automobile sont les principaux secteurs de demande. Dans le domaine aérospatial, les tiges en nitrure de silicium sont utilisées comme broches de positionnement des aubes de turbine dans les moteurs d'avion et comme douilles dans les mécanismes de contrôle d'attitude des engins spatiaux. Grâce à leurs avantages de résistance aux hautes températures et de légèreté, elles réduisent le poids des équipements et améliorent la fiabilité de fonctionnement. Les tiges de guidage de précision dans les systèmes de guidage des missiles s'appuient également sur leur grande résistance et leur stabilité dimensionnelle.

Dans le secteur automobile, les voitures de course haut de gamme et les véhicules électriques utilisent des tiges en nitrure de silicium pour les paliers de transmission et les guides de soupapes de moteur. Par rapport aux composants métalliques traditionnels, ces tiges offrent une résistance à l'usure 5 à 8 fois supérieure, prolongeant ainsi leur durée de vie et réduisant la consommation d'énergie.

Dans l'industrie électronique et des semi-conducteurs, les tiges en nitrure de silicium servent d'axes de guidage pour les équipements de découpe de wafers et de broches d'éjection pour les moules d'emballage de semi-conducteurs. Elles garantissent une grande précision et une stabilité chimique pendant le traitement, empêchant la contamination par des impuretés et améliorant le rendement des puces.

Avantage des tiges en nitrure de silicium

Les avantages uniques des tiges en nitrure de silicium proviennent des propriétés synergiques des céramiques en nitrure de silicium et des procédés de mise en forme de précision. Elles présentent une résistance en flexion à température ambiante comprise entre 600 et 800 MPa, conservant plus de 80 % de leur résistance même à des températures élevées de 1200 °C. Avec un faible coefficient de dilatation thermique de 3,2×10⁻⁶/°C, elles résistent efficacement aux chocs thermiques causés par des variations brusques de température. De plus, elles possèdent une excellente résistance à l'usure (coefficient de friction uniquement compris entre 0,1 et 0,2) et une inertie chimique, résistant à la corrosion par les acides forts et les alcalis sans réagir avec la plupart des métaux et sels fondus. En outre, les tiges en nitrure de silicium offrent également une bonne isolation électrique et une faible densité (3,2 g/cm³), ce qui permet de les usiner en tiges de diamètres, longueurs et sections transversales complexes variés afin de répondre aux exigences diverses des composants de précision
Ces arbres sont réputés pour leur combinaison exceptionnelle de propriétés qui les rendent supérieurs aux métaux dans les applications exigeantes.

Applications Typiques

• Fabrication de semiconducteurs : utilisé pour les bras de transfert de wafers et les revêtements de fours à haute température afin d'assurer une grande propreté et une stabilité à haute température. ‌
• Véhicules à énergie nouvelle : en tant que supports d'isolation pour moteurs et colonnes thermiques pour blocs-batteries, ils résistent aux hautes températures et offrent une isolation électrique. Utilisés dans des rotors de turbocompresseurs haute performance pour réduire le turbo lag (en raison de leur faible inertie)
• Aérospatiale : fabrication de pales de turbine, composants de moteurs, capables de supporter des conditions thermiques extrêmes.
• Dans les systèmes de guidage, les actionneurs et les unités de puissance auxiliaires où le poids, la vitesse, la fiabilité sont critiques.
• Industrie chimique et procédés industriels - Pompes : utilisés comme arbres dans les entraînements magnétiques sans joint d'étanchéité pompes manipulant des boues hautement abrasives/corrosives.
• Broches à grande vitesse et routeurs CNC : c'est une application principale. La faible inertie permet des temps d'accélération et de décélération extrêmement rapides, améliorant ainsi l'efficacité d'usinage et la qualité de la finition de surface.
• Équipements médicaux et dentaires : pour les forets et pièces à main à grande vitesse qui doivent être stérilisés et fonctionner à des régimes très élevés (tr/min).

Caractéristiques principales et leur importance

1. Dureté extrême

L'un des matériaux les plus durs disponibles, proche du diamant. Résistance excellente à l'usure résultant en une durée de vie beaucoup plus longue que l'acier, particulièrement dans des environnements abrasifs environnements.

2. Haute résistance et rigidité

Conserve une haute résistance mécanique à température ambiante comme à température élevée (jusqu'à ~1200°C). Résiste à la flexion et à la déformation sous charge élevée. Permet un fonctionnement à haute vitesse avec un minimum d'oscillation ou de vibration.

3. Faible densité

Environ 60 % plus léger que l'acier. Réduit la masse rotative (inertie), permettant des accélérations plus rapides accélération/décélération, une consommation d'énergie réduite et des charges sur les paliers diminuées.

4. Faible dilatation thermique

Se dilate très peu lorsqu'il est chauffé. Conserve une stabilité dimensionnelle sur une large plage de températures. Essentiel pour maintenir des jeux précis dans des environnements à haute température .

5. Excellente résistance à la corrosion

Inerte à la plupart des acides, des alcalis et des gaz corrosifs. Idéal pour le traitement chimique, les environnements marins et les applications où les lubrifiants se dégradent.

6. Non magnétique et isolant électrique

Ne conduit ni le magnétisme ni l'électricité. Indispensable pour les appareils IRM, la fabrication de semi-conducteurs et d'autres équipements électroniques ou scientifiques sensibles équipements.

7. Capacité à haute température

Conserve ses propriétés à des températures où l'acier s'adoucirait ou fondrait. Adapté à une utilisation dans les fours, les turbines et les systèmes mécaniques à haute température.

 


Table des paramètres du produit