Op maat gemaakte siliciumnitride keramische as Si3N4 keramische staven

Siliconitrid (Si₃N₄) keramische as is een hoogwaardig technisch onderdeel gemaakt van een geavanceerde technische keramiek. Het is geen traditioneel metaal zoals staal of aluminium, maar wordt vervaardigd via een poedermetallurgisch proces dat persen en sinteren bij hoge temperatuur omvat.

Vanuit het oogpunt van toepassingsscenario's zijn de lucht- en ruimtevaartindustrie en de automobielindustrie de kernvraagsectoren. In de lucht- en ruimtevaart worden siliciumnitridestaven gebruikt als turbinebladpositioneerpennen in vliegtuigmotoren en hulzen in attitudecontrolemechanismen van ruimtevaartuigen. Door gebruik te maken van hun hittebestendigheid en lichtgewichtvoordeel, wordt het gewicht van apparatuur verlaagd en de bedrijfsbetrouwbaarheid verbeterd. Precisiegeleide staven in geleidingssystemen van raketten zijn eveneens afhankelijk van hun hoge sterkte en dimensionale stabiliteit.

In de automobielsector gebruiken hoogpresterende raceauto's en voertuigen op nieuwe energie siliciumnitridestaven voor transmissielagers en motorkleiduikers. In vergelijking met traditionele metalen onderdelen bieden deze staven 5 tot 8 keer betere slijtvastheid, wat de levensduur verlengt en het energieverbruik verlaagt.

In de elektronica- en halfgeleiderindustrie dienen staven van siliciumnitride als geleidingsschachten voor wafelsnijapparatuur en uitwerppinnen voor halfgeleiderverpakkingsmallen. Zij garanderen hoge precisie en chemische stabiliteit tijdens de verwerking, voorkomen verontreiniging door onzuiverheden en verbeteren de chipopbrengst.

Voordelen van staven van siliciumnitride

De unieke voordelen van siliciumnitridestaven zijn afgeleid van de synergetische eigenschappen van siliciumnitride keramiek en precisievormprocessen. Ze vertonen een buigsterkte bij kamertemperatuur van 600-800 MPa en behouden meer dan 80% van hun sterkte, zelfs bij hoge temperaturen van 1200 °C. Met een laag uitzettingscoëfficiënt van 3,2×10⁻⁶/°C weerstaan ze effectief thermische schokken veroorzaakt door plotselinge temperatuurveranderingen. Daarnaast beschikken ze over uitstekende slijtvastheid (wrijvingscoëfficiënt slechts 0,1-0,2) en chemische inertie, waardoor ze bestand zijn tegen corrosie door sterke zuren en basen en niet reageren met de meeste smeltende metalen en zouten. Bovendien hebben siliciumnitridestaven goede elektrische isolerende eigenschappen en een lage dichtheid (3,2 g/cm³), waardoor ze kunnen worden bewerkt tot staven met verschillende diameters, lengtes en complexe dwarsdoorsneden om te voldoen aan uiteenlopende eisen voor precisiecomponenten
Deze assen staan bekend om hun uitzonderlijke combinatie van eigenschappen die hen superieur maken boven metalen in veeleisende toepassingen.

Typische toepassingen

• Halfgeleiderproductie: gebruikt voor wafertransportsystemen en hoogtemperatuurovenbekleding om hoge reinheid en temperatuurstabiliteit te garanderen.
• Nieuwe energievoertuigen: als isolatiedragers voor motoren en thermische kolommen voor accupacks, bestand tegen hoge temperaturen en geïsoleerd. Gebruikt in hoogwaardige turbochargerrotors om turbovertraging te verminderen (vanwege lage traagheid)
• Lucht- en ruimtevaart: vervaardiging van turbinebladen, motordelen en bestand tegen extreme thermische omstandigheden.
• In leidingsystemen, actuatoren en hulppowerunits waar gewicht, snelheid en betrouwbaarheid van cruciaal belang zijn.
• Chemische en procesindustrie-pompen: als as in afdichtingsloze magneetaandrijving pompen of pompen die sterk slijtende/corrosieve suspensies verwerken.
• Hogesnelheidsassels en CNC-freesmachines: dit is een primaire toepassing. De lage traagheid zorgt voor uiterst snelle oplooptijden en vertragingstijden, wat de bewerkingsefficiëntie en oppervlakteafwerking verbetert.
• Medische en tandheelkundige apparatuur: voor hogesnelheidsboren en handstukken die steriel gemaakt worden en werken bij zeer hoge toeren.

Belangrijke eigenschappen en waarom ze belangrijk zijn

1. Extreme hardheid

Een van de hardste materialen die beschikbaar zijn, dichtbij diamant. Uitstekende slijtvastheid, wat leidt tot een veel langere levensduur dan staal, met name in abrasieve omstandigheden omgevingen.

2. Hoge sterkte en stijfheid

Behoudt hoge mechanische sterkte bij zowel kamertemperatuur als verhoogde temperaturen (tot ongeveer 1200°C). Weerstaat buiging en vervorming onder hoge belasting. Maakt hoge-snelheidsbedrijf mogelijk met minimale slingerbeweging of trillingen.

3. Lage dichtheid

Ongeveer 60% lichter dan staal. Vermindert de rotatiemassa (traagheid), wat leidt tot snellere versnelling/vertraging, lager energieverbruik en verminderde lagerbelasting.

4. Lage thermische uitzetting

Zet zeer weinig uit bij verwarming. Handhaaft dimensionale stabiliteit over een breed temperatuurbereik. Kritiek voor het behouden van nauwkeurige spelingen bij hoge temperaturen - de toepassing van de richtlijnen.

5. Uitstekende corrosieweerstand

Inert tegen de meeste zuren, alkalieën en corrosieve gassen. Ideaal voor chemische verwerking, marine omgevingen en toepassingen waar smeermiddelen afbreken.

6. Niet-magnetisch en elektrisch isolerend

Geleidt geen magnetisme of elektriciteit. Essentieel voor MRI-apparaten, halfgeleiderproductie en andere gevoelige elektronische of wetenschappelijke toepassingen apparatuur.

7. Hoge-temperatuurbestendigheid

Behoudt zijn eigenschappen bij temperaturen waarbij staal zou verzachten of smelten. Geschikt voor gebruik in ovens, turbines en mechanische systemen met hoge temperatuur.

 


Productparameters tabel