Nietylowany tygiel z azotku krzemu Si3N4 do topienia metali szlachetnych

Szczegóły produktu

1. Podstawowa definicja i surowiec

Tigel z azotku krzemu to wysokowydajny ceramiczny pojemnik strukturalny spiekany z wysokiej czystości proszku azotku krzemu (S i3N4 ). W trakcie produkcji dodaje się niewielkie ilości utwardzaczy spiekowych w postaci tlenków rzadkich ziem, aby osiągnąć pełne zagęszczenie, wysoką odporność na pęknięcie oraz doskonałą stabilność termiczną. W przeciwieństwie do typowych tygli z glinokrzemianu, kwarcu i grafitu, S i3N4 ceramika charakteryzuje się strukturą kryształową z wiązaniem kowalencyjnym, co nadaje jej wyjątkowe zalety w zakresie odporności na wysokie temperatury, obciążenia mechaniczne oraz działanie chemiczne; jest szeroko stosowana w przemyśle topienia, spiekania i analiz laboratoryjnych wymagających najwyższych standardów.

2. Kluczowe zalety wydajnościowe

2.1Wyróżniająca się odporność na szok termiczny

Azotek krzemu charakteryzuje się nadzwyczaj niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej. Może wytrzymać gwałtowne zmiany temperatury – od wysokotemperaturowej piecownicy do platformy chłodzącej – bez pękania, eliminując główną wadę tygla z glinu i cyrkonii, które łatwo pękają po wielokrotnych cyklach nagrzewania i ochładzania. Maksymalna temperatura długotrwałej eksploatacji: do 1400°C w powietrzu; do 1600°C w warunkach próżni lub w atmosferze gazów obojętnych. Zakres ten obejmuje w pełni temperatury topnienia złota, srebra, platyny, palladu oraz większości stopów o wysokiej temperaturze topnienia.

2.2Wysoka wytrzymałość mechaniczna i odporność na zużycie

Wysoka wytrzymałość na zginanie i odporność na pękanie – nie jest łatwy do skruszenia, pęknięcia ani odkształcenia pod wpływem erozji przez metal w stanie ciekłym oraz uderzenia przy wlewaniu. Gęsta, bezporowata struktura zapobiega przenikaniu metalu w stanie ciekłym do ścian tygla, co zapobiega utracie materiału i zanieczyszczeniom wzajemnym.

2.3Doskonała obojętność chemiczna

Si₃N₄ niemal nie reaguje z metalami szlachetnymi w stanie ciekłym, kolorowymi metalami w stanie ciekłym, większością stopów w stanie ciekłym oraz typowymi kwasami (kwasem azotowym, kwasem solnym, wodą królewską).

Brak zanieczyszczenia węglem w porównaniu do tygli grafitowych;

Brak reakcji chemicznej z metalami grupy platynowej, w przeciwieństwie do tygleków z wysokiej czystości glinokremianu;

Odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze znacznie wyższa niż u grafitu.

2.4Właściwość nieprzywierania stopionym metalom

Wewnętrzna powierzchnia szlifowana do połysku lustrzanego odpiera ciekły złoto, srebro, platynę oraz inne metale szlachetne. Po przelaniu praktycznie żadne pozostałości metalu nie przywierają do ścianek tygla, co znacznie poprawia współczynnik odzysku metalu i zmniejsza straty produkcyjne.

2.5 Stabilność termiczna

Niski współczynnik rozszerzalności cieplnej (~3,2×10⁻⁶/K), wytrzymuje szybką zmianę temperatury (gorąco–zimno) bez pęknięć. Temperatura ciągłej pracy: 1000 °C w powietrzu, do 1400 °C w atmosferze obojętnej. Idealne do niestandardowych pieców wysokotemperaturowych oraz akcesoriów do przetopów metali.
2.6 Izolacja elektryczna

Wysoka oporność objętościowa, odporność na przebicie napięciem wysokim, odpowiednie do niestandardowych elementów konstrukcyjnych izolacyjnych w urządzeniach elektroniki mocy i półprzewodników.

3. Główne typy produktów oraz możliwość dostosowania do indywidualnych potrzeb

3.1 Typowe kształty

Proste, cylindryczne tygle (z opcjonalnymi pokrywkami)

Tygle stożkowe z wylewkami ułatwiającymi odlew gotowych ingotów

Tygle o nietypowych kształtach: prostokątne, z krokami wewnętrznymi, wielokomorowe tygle połączone

3.2 Parametry dostosowywalne

Zakres pojemności: od 5 ml małych tygli laboratoryjnych do 20 l przemysłowych dużych tygli do topienia; możliwość dostosowania średnicy wewnętrznej i zewnętrznej, grubości ścianki, wysokości, kroków pozycjonujących oraz otworów montażowych zgodnie z rysunkami klienta; opcje wykończenia powierzchni: matowe szlifowanie, wysokiej jakości polerowanie do połysku lustrzanego oraz powłoka ochronna z karbidu krzemu (SiC) zapewniająca dłuższą żywotność.

4. Wyjątkowe zalety dla przemysłu metali szlachetnych

4.1 Brak zanieczyszczeń (główny punkt sprzedaży)

Si3n4 jest chemicznie obojętny wobec wszystkich metali szlachetnych i ich stopów; żaden pierwiastek krzemu/azotu nie rozpuszcza się w stopionym złocie/srebrze/platynie.

Brak zanieczyszczenia węglem (w porównaniu z tyglami grafitowymi: grafit rozpuszcza węgiel w metalach szlachetnych, obniżając ich czystość)

Brak przenikania zanieczyszczeń tlenkiem glinu (w porównaniu z tyglami z 99% tlenku glinu: reaguje z wysokotemperaturowymi stopami platyny)

Odporny na wodę królewską, kwas azotowy i kwas solny podczas rafinacji metali szlachetnych oraz wytrącania kwasowego

4.2Bardzo długa żywotność

Cykl użytkowania wynosi 5–8 razy dłuższy niż tygla cyrkonowego, 4–6 razy dłuższy niż tygla grafitowego . Wytrzymuje setki cykli szybkiego nagrzewania i ochładzania dziennie podczas odlewania wyrobów jubilerskich, topienia sztabek oraz pobierania próbek w laboratoriach bez pęknięć.

4.3 Odporność na szok termiczny oraz wysoka wytrzymałość mechaniczna

Tradycyjne tygle kwarcowe łatwo pękają przy nagłych zmianach temperatury; tygle glinowe łamią się pod wpływem uderzenia metalu. Tygle z azotku krzemu (Si₃N₄) można bezpośrednio przenieść z pieca o wysokiej temperaturze na stację chłodzenia bez ryzyka pęknięcia.

4.4 Oszczędność kosztów przy odzysku metali szlachetnych

Nieprzylepna, polerowana wewnętrzna powierzchnia pozostawia niemalże żadnych resztek złota/srebra w tyglu po przelaniu; strata metali szlachetnych spada poniżej 0,01% na partię topienia.

5zastosowanie dla metali szlachetnych i odpowiednich scenariuszy

Metale nadające się do topienia

Złoto (Au), srebro (Ag), platyna (Pt), pallad (Pd), rod (Rh), iryd (Ir), stopy złota z platyną, stopy złota próby karatowej, srebro próby 925, stopy wzorcowe platyny stosowane w jubilerstwie.

Główne zastosowania przemysłowe

Fabryka biżuterii: topienie w próżni pod działaniem indukcji do produkcji wlewków złota/platyny

Refineria surowego złota: masowe topienie ingotów metali szlachetnych

Odzysk metali szlachetnych: topienie zużytej biżuterii oraz złota i srebra z odpadów elektronicznych

Laboratoryjne badania prób: analiza płomieniowa (fire assay), przygotowanie próbek metali szlachetnych o wysokiej czystości

Topienie stopów dentystycznych: stopy odlewnicze dentystyczne platyna-pallad

6. Główne procesy produkcyjne

6.1 Prasowanie na sucho / prasowanie izostatyczne w celu uzyskania półfabrykatów o jednorodnej gęstości

6.2 Wysokotemperaturowe spiekanie pod ciśnieniem gazowym w atmosferze azotu w temperaturze 1700–1900°C

6.3 Precyzyjne frezowanie CNC oraz szlifowanie ścian wewnętrznych i zewnętrznych w celu uzyskania gładkiej, antyzachodzącej powierzchni

6.4 Indywidualne kształtowanie, wiercenie otworów oraz obróbka powłokowa zgodnie z wymaganiami

7.  Uwagi dotyczące Ceramiki azotku krzemu DOSTOSOWANIE

7.1 Azotek krzemu jest nadzwyczaj twardy; cała precyzyjna obróbka wymaga narzędzi diamentowych, dlatego skomplikowane głębokie gwinty wewnętrzne lub nadzwyczaj cienkie i duże struktury wymagają wcześniejszej oceny technicznej

7.2 Długotrwała praca powyżej 1100 °C w powietrzu powoduje powolne utlenianie; zaleca się niestandardowe nanoszenie powłoki antyutleniającej w takich warunkach eksploatacji

7.3 Podczas składania zamówień niestandardowych należy podać szczegółowe parametry techniczne: temperaturę pracy, obciążenie, środowisko medium, rysunki wymiarowe, допuszczalne odchyłki oraz wymagania dotyczące powierzchni

8. Wskazówki dotyczące eksploatacji i konserwacji

Szybkość nagrzewania: wzrost temperatury ≤10℃/min przez pierwsze trzy użycia w celu ustabilizowania struktury mikrokrystalicznej

Unikaj bezpośredniego kontaktu z kwasem fluorowodorowym (HF) – jedynym chemikalium, które niszczy Si3n4 )

Po stopieniu najpierw ochłodzić naturalnie, a dopiero później wykonać gaszenie wodą, aby dalszym stopniem wydłużyć czas użytkowania

Oczyść wewnętrzną ścianę rozcieńczonym kwasem azotowym, aby usunąć drobne pozostałości cząsteczek metali szlachetnych

Przechowuj w suchym środowisku aby uniknąć długotrwałego korozji wilgoci

Parametr