Eixo de cerâmica de nitreto de silício personalizado Si3N4 hastes cerâmicas

O eixo cerâmico de nitreto de silício (Si₃N₄) é um componente de engenharia de alto desempenho feito de uma cerâmica técnica avançada. Não é um metal tradicional como aço ou alumínio, mas é fabricado por meio de um processo de metalurgia do pó que envolve prensagem e sinterização em alta temperatura.

Do ponto de vista dos cenários de aplicação, os setores aeroespacial e automotivo são os principais responsáveis pela demanda. No campo aeroespacial, hastes de nitreto de silício são utilizadas como pinos de posicionamento de pás de turbinas em motores de aeronaves e buchas nos mecanismos de controle de atitude de espaçonaves. Aproveitando suas vantagens de resistência a altas temperaturas e leveza, essas hastes reduzem o peso dos equipamentos e aumentam a confiabilidade operacional. Hastes de precisão para sistemas de orientação de mísseis também dependem de sua alta resistência e estabilidade dimensional.

No setor automotivo, carros de corrida de alto desempenho e veículos elétricos utilizam hastes de nitreto de silício para rolamentos de transmissão e guias de válvulas de motor. Em comparação com componentes metálicos tradicionais, essas hastes oferecem uma resistência ao desgaste 5 a 8 vezes maior, prolongando a vida útil e reduzindo o consumo de energia.

Na indústria de eletrônicos e semicondutores, as barras de nitreto de silício atuam como eixos guia para equipamentos de corte de wafer e pinos ejetores para moldes de embalagem de semicondutores. Elas garantem alta precisão e estabilidade química durante o processamento, evitando contaminação por impurezas e melhorando o rendimento dos chips.

Vantagem das barras de nitreto de silício

As vantagens únicas das barras de nitreto de silício decorrem das propriedades sinérgicas dos cerâmicos de nitreto de silício e dos processos de conformação de precisão. Elas apresentam uma resistência à flexão à temperatura ambiente de 600-800 MPa, mantendo mais de 80% da sua resistência mesmo em altas temperaturas de 1200°C. Com um baixo coeficiente de expansão térmica de 3,2×10⁻⁶/°C, resistem eficazmente ao choque térmico causado por mudanças bruscas de temperatura. Além disso, possuem excelente resistência ao desgaste (coeficiente de atrito apenas de 0,1-0,2) e inércia química, resistindo à corrosão por ácidos e álcalis fortes sem reagir com a maioria dos metais e sais fundidos. Além disso, as barras de nitreto de silício também apresentam boa isolamento elétrico e baixa densidade (3,2 g/cm³), permitindo que sejam processadas em barras com diâmetros, comprimentos e seções transversais complexas variados, para atender aos diversos requisitos de componentes de precisão
Esses eixos são conhecidos por sua excepcional combinação de propriedades que os tornam superiores aos metais em aplicações exigentes.

Aplicações típicas

• Fabricação de semicondutores: utilizado em braços de transferência de wafer e revestimentos de fornos de alta temperatura para garantir alta limpeza e estabilidade térmica.
• Veículos de nova energia: como suportes de isolamento para motores e colunas térmicas para pacotes de baterias, resistentes a altas temperaturas e isolantes. Utilizado em rotores de turbocompressores de alto desempenho para reduzir o atraso do turbo (devido à baixa inércia)
• Aeroespacial: fabricação de pás de turbinas, componentes de motores e resistência a condições térmicas extremas.
• Em sistemas de orientação, atuadores e unidades auxiliares de potência onde peso, velocidade, e confiabilidade são críticos.
• Indústria Química e de Processos - Bombas: como eixos em acionamentos magnéticos sem selo ou bombas que manipulam lamas altamente abrasivas/corrosivas.
• Eixos de Alta Velocidade e Roteadores CNC: Esta é uma aplicação principal. O baixo inércia permite tempos incrivelmente rápidos de aceleração e desaceleração, melhorando a eficiência da usinagem e o acabamento superficial.
• Equipamentos Médicos e Odontológicos: para brocas e peças manuais de alta velocidade que devem ser esterilizado e operar em rotações muito altas.

Principais Propriedades e Por Que São Importantes

1. Dureza Extrema

Um dos materiais mais duros disponíveis, próximo aos diamantes. Excelente resistência ao desgaste resistência, resultando em uma vida útil muito mais longa do que o aço, especialmente em ambientes abrasivos ambientes.

2. Alta Resistência e Rigidez

Mantém alta resistência mecânica tanto à temperatura ambiente quanto em temperaturas elevadas (até cerca de 1200°C). Resiste a flexão e deformação sob alta carga. Permite operação em alta velocidade com mínima vibração ou oscilação.

3. Baixa Densidade

Cerca de 60% mais leve que o aço. Reduz a massa rotacional (inércia), permitindo aceleração mais rápida aceleração/desaceleração, menor consumo de energia e cargas reduzidas nos rolamentos.

4. Baixa Expansão Térmica

Expande muito pouco quando aquecido. Mantém a estabilidade dimensional em uma ampla faixa de temperatura. Fundamental para manter folgas precisas em ambientes de alta temperatura aplicações.

5. Excelente Resistência à Corrosão

Inerte à maioria dos ácidos, álcalis e gases corrosivos. Ideal para processamento químico, ambientes marinhos e aplicações onde os lubrificantes se degradam.

6. Não Magnético e Isolante Elétrico

Não conduz magnetismo nem eletricidade. Essencial para máquinas de ressonância magnética (MRI), fabricação de semicondutores e outros equipamentos eletrônicos ou científicos sensíveis equipamentos.

7. Alta Resistência a Temperaturas Elevadas

Mantém suas propriedades em temperaturas nas quais o aço se tornaria mole ou derreteria. Adequado para uso em fornos, turbinas e sistemas mecânicos de alta temperatura.

 


Tabela de parâmetros do produto