Tijă ceramică din nitru de siliciu personalizată Si3N4

Tija ceramică din azotură de siliciu (Si₃N₄) este un component ingineresc de înaltă performanță realizat dintr-o ceramică tehnică avansată. Nu este un metal tradițional precum oțelul sau aluminiul, ci este fabricată printr-un proces de metalurgie pulberilor care implică presare și sinterizare la temperatură înaltă.

Din perspectiva scenariilor de aplicare, industria aerospațială și cea auto sunt sectoarele principale de cerere. În domeniul aerospațial, tijele din nitru de siliciu sunt utilizate ca pivoți de poziționare a palelor turbinei în motoarele de avion și ca bucșe în mecanismele de control al atitudinii navelor spațiale. Profitând de avantajele lor legate de rezistența la temperaturi înalte și greutate redusă, acestea reduc masa echipamentelor și sporesc fiabilitatea funcționării. Tijele de ghidare precisă din sistemele de ghidare a rachetelor se bazează, de asemenea, pe rezistența ridicată și stabilitatea dimensională a acestora.

În sectorul auto, mașinile de înaltă performanță și vehiculele electrice utilizează tije din nitru de siliciu pentru rulmenții de transmisie și ghidajele supapelor motorului. Comparativ cu componentele metalice tradiționale, aceste tije oferă o rezistență la uzură cu 5-8 ori mai mare, prelungind durata de viață și reducând consumul de energie.

În industria electronică și semiconductorilor, tijele din nitru de siliciu servesc ca axe ghid pentru echipamentele de tăiere a waferilor și pene ejectoare pentru matrițele de ambalare a semiconductorilor. Ele asigură o precizie ridicată și stabilitate chimică în timpul procesării, prevenind contaminarea cu impurități și îmbunătățind randamentul cipurilor.

Avantajul tijelor din nitru de siliciu

Avantajele unice ale tijelor din nitru de siliciu provin din proprietățile sinergetice ale ceramicii din nitru de siliciu și ale proceselor de formare de precizie. Acestea prezintă o rezistență la încovoiere la temperatura camerei de 600-800 MPa, menținând peste 80% din rezistența lor chiar și la temperaturi ridicate de 1200°C. Cu un coeficient scăzut de dilatare termică de 3,2×10⁻⁶/°C, rezistă eficient șocurilor termice cauzate de schimbările brute de temperatură. În plus, au o excelentă rezistență la uzură (coeficient de frecare doar de 0,1-0,2) și inerție chimică, rezistând coroziunii provocate de acizi și baze puternice, fără a reacționa cu majoritatea metalelor și sărurilor topite. În plus, tijele din nitru de siliciu au o bună izolare electrică și densitate scăzută (3,2 g/cm³), permițând prelucrarea lor în tije cu diametre, lungimi și secțiuni transversale complexe variate, pentru a satisface cerințele diverse ale componentelor de precizie
Aceste tije sunt cunoscute pentru combinația lor excepțională de proprietăți care le fac superioare metalelor în aplicații solicitante.

Aplicații tipice

• Producția semiconductorilor: utilizat pentru brațe de transfer ale waferilor și căptușeli pentru cuptoarele cu temperatură înaltă, pentru a asigura o curățenie ridicată și stabilitate la temperaturi înalte.
• Vehicule cu energie nouă: Ca suporturi de izolare pentru motoare și coloane termice pentru baterii, rezistente la temperaturi înalte și izolate. Utilizate în rotoare de turbocompresor de înaltă performanță pentru reducerea întârzierii turbo (datorită masei reduse) (datorită inerției reduse)
• Aerospațial: Producția palelor de turbină, componente ale motorului și rezistența la condiții termice extreme.
• În sistemele de ghidare, actuatori și unități auxiliare de alimentare unde greutatea, viteza și fiabilitatea sunt critice.
• Industria chimică și proceselor - Pompe: Ca arbore în pompe cu antrenare magnetică fără etanșare sau în pompe care manipulează lichide extrem de abrazive/corosive.
• Arbori de înaltă viteză și centre de prelucrare CNC: Aceasta este o aplicație principală. Masa redusă permite timpi extrem de rapizi de accelerare și decelerare, îmbunătățind eficiența prelucrării și calitatea suprafeței.
• Echipamente medicale și dentare: Pentru freze de înaltă viteză și piese de mână care trebuie pot fi sterilizate și pot funcționa la turații foarte ridicate.

Proprietăți cheie și importanța lor

1. Duritate extremă

Unul dintre cele mai dure materiale disponibile, apropiat de diamant. Rezistență excelentă la uzură rezistență, ceea ce duce la o durată de viață mult mai lungă decât oțelul, în special în condiții abrazive mediuri.

2. Rezistență și rigiditate ridicată

Menține o rezistență mecanică ridicată atât la temperatură ambiantă, cât și la temperaturi ridicate (până la ~1200°C). Rezistă îndoirii și deformării sub sarcini mari. Permite funcționarea la viteză mare cu vibrații sau flexiune minimă.

3. Densitate scăzută

Aproximativ cu 60% mai ușor decât oțelul. Reduce masa rotativă (inerția), permițând accelerări mai rapide accelerație/decelerație, consum redus de energie și sarcini mai mici asupra rulmenților.

4. Expansiune termică redusă

Se extinde foarte puțin la încălzire. Menține stabilitatea dimensională pe o gamă largă de temperaturi. Esențial pentru menținerea jocurilor precise în condiții de temperaturi ridicate aplicaţii.

5. Rezistență excelentă la coroziune

Inert la majoritatea acizilor, alcaliilor și gazelor corozive. Ideal pentru procesarea chimică, mediile marine și aplicațiile în care lubrifianții se deteriorează.

6. Non-magnetic și izolant electric

Nu conduce magnetismul sau electricitatea. Esențial pentru aparatele de RMN, fabricarea semiconductorilor și alte aplicații electronice sau științifice sensibile echipamentului.

7. Capacitate la temperaturi ridicate

Își păstrează proprietățile la temperaturi la care oțelul s-ar înmuia sau topi. Potrivit pentru utilizare în cuptoare, turbine și sisteme mecanice la temperaturi ridicate.

 


Tabelul parametrilor produsului