Bantalan keramik silikon nitrida menjaga gesekan sangat rendah pada koefisien sekitar 0,05 hingga 0,15 bahkan ketika menghadapi panas ekstrem dan tekanan mekanis. Bantalan ini lebih unggul dibanding bantalan baja sekitar 40 hingga 60 persen saat mencapai kecepatan di atas 20.000 RPM. Ikatan khusus antara atom silikon dan nitrogen membantu melawan keausan akibat ekspansi termal, sehingga bantalan ini dapat terus beroperasi dengan lancar melewati suhu 800 derajat Celsius tanpa mengalami kerusakan. Karena stabilitas ini, mesin yang menggunakan bantalan tersebut justru mengonsumsi energi 12 hingga 18 persen lebih sedikit dalam aplikasi spindel presisi. Selain itu, tidak ada risiko terjadinya mikro las ketika beban berubah secara tiba-tiba. Hal ini terjadi karena material secara alami memiliki pelumasan sendiri dan tidak banyak bereaksi dengan permukaan lain, menjadikannya ideal untuk lingkungan industri yang menuntut keandalan tinggi.
Ketika mesin berputar lebih cepat dari 250.000 RPM, terjadi sesuatu yang menarik pada lapisan oli di bantalan logam biasa. Gaya sentrifugal menerobos lapisan tersebut, menyebabkan kontak langsung antar logam yang membuat seluruh komponen aus dengan cepat. Di sinilah keramik silikon nitrida benar-benar unggul karena memiliki tiga keunggulan utama yang saling mendukung. Pertama, permukaannya menarik pelumas sekitar tiga kali lebih baik dibandingkan baja biasa. Kedua, material ini jauh lebih tahan panas, sehingga mencegah oli terurai bahkan ketika suhu melebihi 120 derajat Celsius. Dan ketiga, material ini jauh lebih kaku daripada baja dengan modulus elastisitas sekitar 50% lebih tinggi, sehingga alur bantalan tidak mengalami deformasi akibat tekanan. Secara keseluruhan, sifat-sifat ini mempertahankan lapisan pelumas yang sangat tipis, kadang-kadang setipis 0,1 mikrometer. Bagi yang mengoperasikan pusat permesinan kecepatan tinggi, ini berarti poros bisa berjalan terus-menerus hingga hampir 18.000 jam sebelum memerlukan perawatan. Itu kira-kira tiga kali lebih lama dibandingkan bantalan baja konvensional dalam kondisi serupa.
Bantalan keramik silikon nitrida menawarkan ketahanan aus yang luar biasa karena menggabungkan beberapa sifat utama sekaligus. Sifat-sifat tersebut meliputi tingkat kekerasan mengesankan di atas HV 1500, ketangguhan patah yang baik sekitar 6 hingga 7 MPa akar kuadrat m, serta kemampuan luar biasa dalam menahan oksidasi bahkan ketika suhu mencapai 1000 derajat Celsius. Kekerasan membantu mencegah abrasi dan kerusakan permukaan, sedangkan ketangguhan patah mencegah retakan menyebar saat terjadi tekanan berulang atau benturan mendadak. Ketahanan oksidasi menjaga permukaan tetap utuh dalam kondisi keras yang melibatkan panas dan bahan kimia. Kombinasi ini membuatnya bekerja sangat baik di peralatan pengolahan kimia dan tungku industri, di mana bantalan logam konvensional tidak dapat bertahan lama sebelum mengalami kegagalan. Pengujian dunia nyata menunjukkan bahwa bantalan keramik ini mengalami keausan sekitar 60 persen lebih rendah dibandingkan alternatif baja standar, yang berarti jarak waktu antara pemeriksaan pemeliharaan lebih panjang dan gangguan tak terduga pada operasi manufaktur menjadi lebih sedikit.
Bantalan keramik Si3N4 mungkin memiliki harga awal yang lebih tinggi dibandingkan opsi konvensional, tetapi masa pakainya tiga kali lebih lama dalam aplikasi spindel presisi dan penggerak makan, yang berarti penghematan nyata seiring waktu. Apa yang membuat keramik ini unggul? Keramik ini sangat keras, tahan terhadap retak di bawah tekanan, serta mampu menahan panas jauh lebih baik daripada baja saat berputar pada putaran tinggi (RPM) yang umum ditemui pada mesin modern. Kombinasi ini pada dasarnya mencegah kerusakan akibat keausan yang biasanya merusak bantalan logam beberapa bulan sebelum waktunya. Tim perawatan melaporkan penurunan jumlah kerusakan dan pergantian bantalan yang lebih jarang, hal ini memberikan pengurangan biaya yang signifikan sepanjang siklus produksi.
Dalam siklus hidup peralatan standar selama lima tahun, fasilitas menyadari pengurangan biaya kepemilikan total sebesar 55–70%—menjadikan Si₃N₄ sebagai investasi strategis bagi operasi yang mengutamakan keandalan, waktu operasional, dan anggaran pemeliharaan yang efisien.
Bantalan keramik yang terbuat dari silikon nitrida (Si3N4) telah menjadi komponen penting dalam aplikasi turbomachinery aerospace seperti aksesori mesin jet dan pompa bahan bakar roket. Bantalan ini mampu menangani kecepatan lebih dari 250 ribu RPM di lingkungan vakum, di mana bantalan baja konvensional gagal akibat masalah pengelasan dingin. Fakta bahwa bantalan ini tidak terbuat dari logam berarti tidak ada masalah lengket antar logam. Selain itu, material ini mempertahankan bentuknya bahkan ketika terpapar panas ekstrem di atas 1200 derajat Celsius, sehingga menjaga kelancaran operasi. Dengan berat sekitar 40% lebih ringan dibandingkan rekanan bajanya, massa yang lebih rendah ini secara signifikan mengurangi gaya sentrifugal yang bekerja pada komponen. Hal ini membantu mencegah pelengkungan komponen dan menjaga perilaku rotor yang sangat penting untuk keberhasilan misi di luar angkasa atau operasi di ketinggian tinggi.
Bantalan silikon nitrida (Si3N4) pada mesin MRI dan CT membantu mengurangi distorsi gambar yang disebabkan oleh getaran berkat sifat materialnya yang konsisten dan permukaan sangat halus dengan kekasaran kurang dari 0,05 mikrometer. Bantalan ini berputar lebih halus dan lebih sunyi dibandingkan opsi logam tradisional. Keunggulan lainnya? Bantalan ini bersifat isolator listrik, sehingga mencegah arus eddy yang mengganggu medan magnet. Selain itu, isolasi ini melindungi motor kendaraan listrik dari masalah korosi elektrolitik akibat arus bocor. Komponen bertahan sekitar tiga kali lebih lama saat menggunakan bantalan ini. Gangguan elektromagnetik juga ditekan, serta kebisingan dari powertrain kendaraan listrik kelas atas berkurang secara nyata. Artinya hasil diagnostik pencitraan medis menjadi lebih baik, sementara penumpang menikmati perjalanan yang lebih sunyi, semuanya tanpa kehilangan daya keluaran.
EN
