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반도체 분야에서 고온 유체 처리에 사용되는 내식성 세라믹 Si3N4 파이프 및 열충격 저항성을 갖춘 탄화규소 리프트 튜브.
간략한 설명
실리콘 나이트라이드 리저 튜브는 등압 프레스 성형 후 가스 압력 하에서 소결되어 뛰어난 밀도를 가지며 고온 조건에서도 높은 기계적 강도를 유지합니다. 사용 중 손상 및 공기 누출 위험을 효과적으로 방지할 수 있으며, 수명이 기존 리저 튜브보다 10배 이상 길 수 있습니다. 이는 주물의 품질을 향상시킬 뿐 아니라 알루미늄 주조 작업 비용을 크게 절감할 수 있습니다.
세부사항
질화규소 리저 튜브는 저압 주조 시스템의 핵심 구성 요소로, 보유용 퍼니스에서 주형으로 용융 금속(알루미늄, 마그네슘 및 그 합금 포함)을 제어된 방식으로 이송하도록 특별히 설계되었습니다. 고순도 질화규소 세라믹으로 제조된 이 튜브는 뛰어난 열 안정성을 보여줍니다. 이러한 뛰어난 내열성은 공격적인 용융 금속에 대한 우수한 내부식성과 결합되어 주조 공정의 혹독한 환경에서도 마모가 최소화되고 수명이 연장됩니다. 기존의 금속 재질이나 열등한 세라믹 제품과 달리 질화규소 리저 튜브는 열 순환 조건 하에서도 구조적 완전성을 유지하여 균열이나 파손 위험을 줄이고 생산 중단 가능성을 낮춥니다.
또한 질화규소의 높은 기계적 강도와 경도는 주조 공정 중 용융 금속의 지속적인 흐름과 마찰을 견디기 위해 중요한 우수한 내마모성을 제공합니다. 이러한 내구성 덕분에 교체 빈도가 줄어들고 유지보수 비용이 낮아지며 주물 공장의 운영 효율성이 향상됩니다. 이 라이저 튜브들은 정밀 제조를 통해 엄격한 치수 공차를 보장하여 주조 장비와의 원활한 통합이 가능하며, 일관되고 고품질의 주조 결과를 실현할 수 있습니다. 자동차 부품(예: 엔진 블록, 휠 허브) 생산이든 항공우주 부품 제조이든 상관없이 질화규소 라이저 튜브는 신뢰할 수 있는 성능을 제공합니다. 이들은 주조 정밀도를 향상시키고 결함률을 줄이며 저압 주조 공정의 전반적인 생산성을 최적화하는 데 기여합니다.
기존의 금속 파이프(내열강, 주철 등) 또는 열등한 세라믹 대체재(일반 알루미나 세라믹 등)와 비교할 때, 실리콘 나이트라이드 리저 파이프의 핵심 이점은 열 사이클 안정성에 더 뚜렷하게 나타납니다. 기존 금속 파이프는 200~300회의 열 사이클 후 열응력으로 인해 파이프 벽이 균열되기 쉬운 반면, 실리콘 나이트라이드 리저 파이프는 1,000회 이상의 냉난방 반복 사이클 후에도 구조적 무결성을 유지할 수 있습니다. 이를 통해 기존 파이프에서 15%가 넘었던 파이프 파손으로 인한 생산 중단률을 2% 미만으로 감소시켜 생산 라인의 연속 운전 능력을 크게 향상시킵니다.
적용 시나리오 측면에서 실리콘 나이트라이드 리저의 적응성은 기본 분야를 훨씬 초월한다. 자동차 부품 생산의 경우 엔진 실린더 블록 및 휠 허브 외에도 전기차(EV) 모터용 알루미늄 합금 케이스 주조에 사용할 수 있다. 항공우주 분야에서는 터빈 블레이드 블랭크 및 기체 구조 부품과 같은 정밀 주물에 적용 시 매끄러운 내벽으로 금속 용액 충전 중 난류를 줄여 기공 및 포함물 등의 결함률을 30% 이상 감소시킬 수 있다. 철도 교통 분야에서는 고속철도 차량의 알루미늄 합금 커넥터가 하루 수십 사이클의 생산을 견딜 수 있는 피로 저항성을 가지며, 대량 주물의 성능 일관성을 보장한다.
매개변수
| 항목 | 가스 압력 소결 | 열간 가압 소결 | 반응 소결 | 가압없는 소결 |
| 록웰 경도 (HRA) | ≥75 | - | > 80 | 91-92 |
| 부피 밀도(g/cm3) | 3.25 | > 3.25 | 1.8-2.7 | 3.0-3.2 |
| 유전율 (εr20℃, 1MHz) | - | 8.0(1MHz) | - | - |
| 체적 저항률(Ω.cm) | 10¹⁴ | 10⁸ | - | - |
| 파단 인성 (Mpa m1/2) | 6-9 | 6-8 | 2.8 | 5-6 |
| 탄성 계수 (GPa) | 300-320 | 300-320 | 160-200 | 290-320 |
| 열팽창 계수 (m/K *10⁻⁶/℃) | 3.1-3.3 | 3.4 | 2.53 | 600 |
| 열전도 (w/mk) | 15-20 | 34 | 15 | - |
| 바이불 계수 (m) | 12-15 | 15-20 | 15-20 | 10-18 |