Testreszabott szilícium-nitrid kerámiatengely Si3N4 kerámiarúd

A szilícium-nitrid (Si₃N₄) kerámiatengely egy magas teljesítményű műszaki alkatrész, amelyet speciális technikai kerámiából gyártanak. Ez nem hagyományos fém, mint az acél vagy az alumínium, hanem poralapú metallurgiai eljárás során, sajtálással és magas hőmérsékletű sintereléssel készül. ezek a tengelyek kiváló tulajdonságkombinációjukról ismertek, amelyek lehetővé teszik, hogy túlhaladjanak a fémtengelyek teljesítményén igényes alkalmazásokban.

Az alkalmazási területek szempontjából az űrrepülés és a gépjárműipar a legfontosabb keresleti szektorok. Az űrrepülési területen a színitrid rudakat repülőgépmotorok turbinalapát-pozícionáló csapjaiként, valamint űrhajók helyzetirányító mechanizmusainak csészéiként használják. Magas hőállóságuk és könnyűségük előnyeit kihasználva ezek csökkentik a berendezések tömegét, és növelik az üzemeltetés megbízhatóságát. A rakéták irányítórendszereiben lévő precíziós vezetőrudak is anyagaik magas szilárdságára és mérettartósságára építenek.

A gépjárműiparban a nagy teljesítményű versenyautók és az új energiaforrású járművek színitrid rudakat használnak a váltómű csapágyaihoz és a motor szeleplöketjeihez. A hagyományos fémből készült alkatrészekhez képest ezek az elemek 5–8-szor nagyobb kopásállóságot nyújtanak, így meghosszabbítják az élettartamot és csökkentik az energiafogyasztást.

Az elektronikai és félvezető iparban a színitrid rudak vezetőtengelyként szolgálnak a lemezek vágóberendezéseiben, valamint kivetőcsapokként a félvezető csomagolási formákban. Ezek biztosítják a magas pontosságot és kémiai stabilitást a feldolgozás során, megelőzve a szennyeződést és javítva a chipek kitermelését.

A színitrid rudak előnyei

A színitrid rudak egyedi előnyeit a színitrid kerámiák és a precíziós formázási eljárások szinergikus tulajdonságai határozzák meg. Szobahőmérsékleten 600–800 MPa hajlítószilárdsággal rendelkeznek, amelynek több mint 80%-át megtartják akár 1200 °C-os magas hőmérsékleten is. Alacsony hőtágulási együtthatójuk (3,2×10⁻⁶/°C) miatt hatékonyan ellenállnak a hirtelen hőmérsékletváltozásból adódó termikus sokknak. Emellett kiváló kopásállósággal (csak 0,1–0,2-es súrlódási együttható) és kémiai inerciával rendelkeznek, nem oldódnak fel erős savakban és lúgokban, valamint nem reagálnak a legtöbb olvadt fémmel és sóval. Továbbá a színitrid rudak jó elektromos szigetelők, alacsony sűrűségűek (3,2 g/cm³), így különböző átmérőjű, hosszúságú és összetett keresztmetszetű rúdokká alakíthatók, kielégítve a különféle precíziós alkatrészek igényeit
Ezek a tengelyek kiváló tulajdonságaik kombinációjáról híresek, amelyek alkalmazásokban felülmúlják a fémtengelyeket.

Tipikus alkalmazások

• Félvezetőgyártás: használják olyan szilíciumkorong-szállító karokhoz és magas hőmérsékletű kemencék belső burkolatához, amelyek nagy tisztaságot és hőstabilitást igényelnek.
• Új energiájú járművek: szigetelőtámaszként használatosak motoroknál és hőoszlopokként akkumulátorkészleteknél, ellenállnak a magas hőmérsékletnek és szigetelők. Magas teljesítményű turbófeltöltő-rotorokban alkalmazzák őket a turbótegezés csökkentésére (alacsony tehetetlenség miatt)
• Repülőgépipar és űripar: turbinapengek, motoralkatrészek gyártása és extrém hőterhelés elviselése.
• Irányítórendszerekben, meghajtókban és segédenergia-egységekben, ahol a tömeg, a sebesség és megbízhatóság kritikus fontosságú.
• Kémiai- és folyamatipari szivattyúk: tömítésmentes mágneshajtású tengelyeként használatosak szivattyúkban vagy erősen kopaszató/korróziós hatású szuszpenziókat szállító szivattyúkban.
• Nagysebességű orsók és CNC marógépek: ez az egyik fő alkalmazási terület. Az alacsony tehetetlenségi nyomaték miatt rendkívül gyors felgyorsulás és lassulás érhető el, javítva ezzel a megmunkálási hatékonyságot és a felületminőséget.
• Orvosi és fogorvosi berendezések: nagysebességű fúrók és kézdarabok esetén, amelyeknek sterilizálható, és nagyon magas fordulatszámon képes működni.

Főbb tulajdonságok és jelentőségük

1. Extrém keménység

Az egyik legkeményebb anyag, amely közel áll a gyémánthoz. Kiváló kopásállóság, ami sokkal hosszabb élettartamot eredményez acélhoz képest, különösen abrazív környezetben. környezetekben.

2. Magas szilárdság és merevség

Magas mechanikai szilárdságot mutat mind szobahőmérsékleten, mind emelt hőmérsékleten (kb. 1200 °C-ig). Ellenáll a hajlításnak és deformálódásnak nagy terhelés alatt. Lehetővé teszi a nagysebességű üzemeltetést minimális lengéssel vagy rezgéssel.

3. Alacsony sűrűség

Körülbelül 60%-kal könnyebb az acélnál. Csökkenti a forgó tömeget (tehetetlenséget), így gyorsabb gyorsulás/lassulás, alacsonyabb energiafogyasztás és csökkentett csapágyterhelés.

4. Alacsony hőtágulás

Melegedéskor nagyon keveset tágul. Megőrzi méretstabilitását széles hőmérséklet-tartományban. Kritikus fontosságú a pontos hézagtartalékok fenntartásához magas hőmérsékleten alkalmazások.

5. Kiváló korrózióállóság

Inert a legtöbb savval, lúggal és károsító gázzal szemben. Ideális kémiai feldolgozóiparban, tengeri környezetekben és olyan alkalmazásokban, ahol a kenőanyagok felbomlanak.

6. Nem mágneses és elektromosan szigetelő

Nem vezeti a mágnesezettséget vagy az elektromosságot. Elengedhetetlen MRI-készülékekhez, félvezető-gyártáshoz és egyéb érzékeny elektronikai vagy tudományos berendezésekhez berendezések biztonsága érdekében.

7. Magas hőmérsékletű alkalmazhatóság

Megőrzi tulajdonságait olyan hőmérsékleteken is, ahol az acél lágyulna vagy olvadna. Alkalmazható kemencékben, turbinákban és magas hőmérsékletű mechanikus rendszerekben.

 


A termékparaméterek táblázata