Silīcija nitrīda keramikas rullburbuļi uztur ļoti zemu berzi, aptuveni 0,05 līdz 0,15 koeficientam, pat ja tie tiek pakļauti intensīvai siltumslodzei un mehāniskajam spriegumam. Šie rullburbuļi pārspēj tērauda analogus par aptuveni 40 līdz 60 procentiem, kad sasniedz ātrumu virs 20 000 apgr./min. Īpašā saite starp silīcija un slāpekļa atomiem palīdz pretoties nodilumam, ko izraisa termiskā izplešanās, tādējādi šie rullburbuļi var turpināt darboties stabili arī virs 800 grādiem pēc Celsija, nepazūstot. Šīs stabilitātes dēļ mašīnas, kas tos izmanto, patērē patiesībā par 12 līdz 18 procentiem mazāk enerģijas precīzu vārpstu pielietojumos. Vairāk par to, nav risks, ka notiks mikro savienojumi, kad slodzes pēkšņi mainās. Tas notiek tādēļ, ka materiāls dabiski smērējas un praktiski nereaģē ar citām virsmām, padarot to par ideālu izvēli prasīgos rūpnieciskajos vidēs, kur visvairāk skaitās uzticamība.
Kad mašīnas rotē ātrāk nekā 250 000 apgr./min, notiek kaut kas interesants parastajos metāla gultņos esošajiem eļļas plēvēm. Centrbēdzes spēks vienkārši tos saplosa, izraisot tiešu metāla saskari, kas ātri nodilina visu. Šeit patiešām izceļas silīcija nitrīda keramika, jo tai darbojas trīs galvenās priekšrocības. Pirmkārt, tās virsmas faktiski piesaista smērvielas aptuveni trīs reizes labāk nekā parasta tērauda. Otrkārt, šie materiāli daudz labāk iztur siltumu, novēršot eļļu sadalīšanos pat tad, kad temperatūras pārsniedz 120 grādus pēc Celsija. Un treškārt, tie ir ievērojami stingrāki nekā tērauds — to elastības modulis ir aptuveni par 50% augstāks, tāpēc gultņu riteņi nepazūst deformēties zem slodzes. Kopā šīs īpašības nodrošina ārkārtīgi plānu smērvielas plēvi, kuras biezums reizēm var būt tikai 0,1 mikrometrs. Tiem, kas ekspluatē augstsākuma apstrādes centrus, tas nozīmē, ka vārpstas var nepārtraukti darboties gandrīz 18 000 stundu, pirms nepieciešams veikt apkopi. Tas ir aptuveni trīs reizes ilgāk, nekā tradicionālie tērauda gultiņi izturētu līdzīgos apstākļos.
Silīcija nitrīda keramikas rullburbuļi piedāvā izcilu nodilumizturību, jo tie apvieno vairākas svarīgas īpašības vienlaikus. Šīs īpašības ietver ievērības cēloni augstu cietību virs HV 1500, labu plaisu izturību aptuveni 6–7 MPa√m, kā arī izcilu oksidēšanās pretestību pat tad, ja temperatūra sasniedz līdz 1000 grādiem pēc Celsija. Augstā cietība palīdz novērst abrazīvu un virsmas bojājumus, savukārt plaisu izturība neļauj plaisām izplatīties atkārtotas slodzes vai pēkšņu triecienu laikā. Oksidēšanās pretestība saglabā virsmas integritāti agresīvos apstākļos, kur ir klātesama gan karstuma, gan ķīmiski reaģējošas vielas. Šis kombinācijas padara tos par ļoti efektīvu risinājumu tādās vietās kā ķīmisko apstrādes aprīkojums un rūpnieciskās krāsnis, kur tradicionālie metāla rullburbuļi vienkārši nevar ilgi izturēt, pirms tie sabojājas. Reālu testu rezultāti liecina, ka šiem keramikas rullburbuļiem nodilums ir aptuveni par 60 % mazāks salīdzinājumā ar standarta tērauda analogiem, kas nozīmē garākus intervālus starp apkopēm un mazāk negaidītu apstāšanos ražošanas procesos.
Si3N4 keramikas rullītbearingi var sākumā maksāt dārgāk salīdzinājumā ar tradicionālajiem variantiem, taču tie kalpo trīs reizes ilgāk precizitātes vārpstās un padeves piedziņu lietojumos, kas nozīmē reālas ietaupījumu ilgtermiņā. Kas padara šīs keramikas par īpašām? Tās ir ārkārtīgi cietas, pretojas plaisāšanai slodzes apstākļos un daudz labāk iztur siltumu salīdzinājumā ar tēraudu augstās RPM, kādas mēs redzam mūsdienu mašīnās. Šī kombinācija faktiski novērš to veida nodilumu, kas parasti iznīcina metāla rullītbearingus mēnešiem iepriekš paredzētajam termiņam. Uzturēšanas komandas ziņo par retākiem bojājumiem un mazāk biežām nomaiņām, kas kopumā nozīmē ievērojamas izmaksu samazināšanos ražošanas ciklos.
Standarta piecu gadu aprīkojuma dzīves ciklā uzņēmumi panāk 55–70% lielu kopējo īpašuma izmaksu samazinājumu — tādējādi Si₃N₄ kļūst par stratēģisku ieguldījumu operācijām, kas prioritāti piešķir uzticamībai, maksimālam darba laikam un taupīgām uzturēšanas budžeta izmaksām.
No silīcija nitrīda (Si3N4) izgatavotas keramikas rullītspoges ir kļuvušas par būtisku elementu aviācijas turbomašīnās, piemēram, reaktīvo dzinēju palīgsistēmās un raķešdegvielas sūkņos. Šīs pogaļas var izturēt ātrumus, kas pārsniedz 250 tūkstošus apgr./min. vakuuma vidē, kur tradicionālas tērauda pogaļas iziet no ierindas sakarā ar aukstās metināšanas problēmām. Fakts, ka tās nav metāliskas, nozīmē, ka nepastāv metāla pret metālu līmēšanās problēmas. Turklāt šie materiāli saglabā savu formu pat augstās temperatūrās virs 1200 grādiem pēc Celsija, kas nodrošina gludu darbību. Salīdzinājumā ar tērauda analogiem tie sver aptuveni par 40% mazāk, tādējādi samazinot centrreces spēkus, kas iedarbojas uz komponentiem. Tas palīdz novērst komponentu deformāciju un uztur pareizu rotora darbību, kas ir absolūti būtiska veiksmīgām misijām kosmosā vai augstās altitūdēs.
Silīcija nitrīda (Si3N4) rullburbuļi MRI un CT aparātos palīdz samazināt attēlu izkropļojumus, ko izraisa vibrācijas, pateicoties materiāla vienmērīgām īpašībām un ārkārtīgi gludām virsmām ar raupjumu mazāku par 0,05 mikrometriem. Šie rullburbuļi rotē daudz gludāk un klusāk salīdzinājumā ar tradicionālajiem metāla variantiem. Vēl viena liela priekšrocība? Tie ir elektriski izolējoši, tāpēc novērš traucējošos vijotās strāvas, kas var sabojāt magnētiskos laukus. Turklāt šī izolācija pasargā elektrisko transportlīdzekļu motorus no elektrolītiskās korozijas problēmām, ko izraisa blakusstrāvas. Komponenti ar šiem rullburbuļiem kalpo aptuveni trīs reizes ilgāk. Tiek ierobežota arī elektromagnētiskā ietekme, un augstvērtīgos elektrisko transportlīdzekļu piedziņas mehānismos ir pamanāmi mazāk trokšņa. Tas nozīmē labākus diagnostikas rezultātus medicīniskajā attēlveidošanā, kamēr pasažieri bauda klusāku braucienu, visu to nezaudējot jaudas izvadi.
EN
