Индивидуальный тигель из керамики нитрида кремния Si3N4 для плавки драгоценных металлов

Технические характеристики продукта

1. Основное определение и исходное сырье

Тигель из нитрида кремния — это высокопрочный структурный керамический сосуд, полученный спеканием из высокой чистоты порошка нитрида кремния ( si3N4 ). В процессе производства добавляются небольшие количества оксидов редкоземельных элементов в качестве спекающих добавок для достижения полной плотности, высокой ударной вязкости и превосходной термостойкости. В отличие от обычных тиглей из оксида алюминия, кварца и графита, С si3N4 керамика обладает кристаллической структурой с ковалентными связями, что обеспечивает уникальные преимущества в области термостойкости, механической и химической стойкости; она широко применяется в отраслях, предъявляющих высокие требования к процессам плавки, спекания и аналитических испытаний.

2. Ключевые эксплуатационные преимущества

2.1Выдающаяся стойкость к тепловому удару

Нитрид кремния обладает чрезвычайно низким коэффициентом теплового расширения. Он способен выдерживать резкие перепады температуры — от высокотемпературной печи до охлаждающей платформы — без растрескивания, устраняя главный недостаток тиглей из оксида алюминия и оксида циркония, которые легко ломаются после многократных циклов нагрева и охлаждения. Длительная рабочая температура: до 1400 °C на воздухе; до 1600 °C в вакууме или инертной атмосфере. Это полностью охватывает температуры плавления золота, серебра, платины, палладия и большинства жаропрочных сплавов.

2.2Высокая механическая прочность и износостойкость

Высокая прочность на изгиб и вязкость разрушения: тигель не склонен к сколам, растрескиванию или деформации под воздействием эрозии расплавленного металла и ударных нагрузок при заливке. Плотная, беспористая структура препятствует проникновению расплавленного металла в стенки тигля, предотвращая потери материала и перекрестное загрязнение.

2.3Отличная химическая инертность

Si₃N₄ практически не вступает в реакцию с расплавленными драгоценными металлами, цветными металлами, большинством расплавленных солей и распространенными кислотами (азотной кислотой, соляной кислотой, царской водкой).

Отсутствие загрязнения углеродом по сравнению с графитовыми тиглями;

Не вступает в химическую реакцию с металлами платиновой группы, в отличие от тиглей из глинозема высокой чистоты;

Сопротивляется окислению при высоких температурах значительно лучше, чем графит.

2.4Свойство неприлипания к расплавленным металлам

Зеркально-полированная внутренняя поверхность отталкивает расплавленное золото, серебро, платину и другие драгоценные металлы. После разлива практически не остается металлических остатков на стенках, что значительно повышает коэффициент извлечения металла и снижает производственные потери.

2.5 Тепловая стабильность

Низкий коэффициент теплового расширения (~3,2×10⁻⁶/К), выдерживает быструю смену высоких и низких температур без образования трещин. Температура непрерывной эксплуатации: 1000 °C на воздухе, до 1400 °C в инертной атмосфере. Идеально подходит для изготовления по заказу высокотемпературных печей и аксессуаров для расплавленных металлов.
2.6 Электрическая изоляция

Высокое объёмное электрическое сопротивление, устойчивость к пробою при высоком напряжении, подходит для изготовления по заказу изолирующих конструкционных деталей в силовой электронике и полупроводниковом оборудовании.

3. Основные типы продукции и индивидуальная настройка

3.1 Типовые формы

Прямые цилиндрические тигли (с опциональными крышками в комплекте)

Конические тигли с носиками для разлива, обеспечивающие легкую отливку слитков

Тигли специальной формы: прямоугольные, со ступенчатой внутренней полостью, комбинированные тигли с несколькими полостями

3.2 Настройка параметров

Диапазон объемов: 5 мл миниатюрные лабораторные тигли ~ 20 л промышленные большие плавильные тигли; Индивидуальные внутренний диаметр, внешний диаметр, толщина стенки, высота, позиционирующие ступени и монтажные отверстия по чертежам заказчика; Варианты обработки поверхности: матовая шлифовка, зеркальная полировка с высоким глянцем, антикоррозийное покрытие SiC для увеличения срока службы.

4. Выдающиеся преимущества для индустрии драгоценных металлов

4.1 Отсутствие загрязнения (ключевое торговое преимущество)

Си3Н4 химически инертен по отношению ко всем драгоценным металлам и их сплавам; кремний и азот не растворяются в расплавленном золоте, серебре и платине.

Отсутствие загрязнения углеродом (в отличие от графитовых тиглей: графит растворяет углерод в драгоценные металлы, снижая их чистоту)

Отсутствие проникновения примесей оксида алюминия (в отличие от тиглей из 99%-ной глиноземной керамики: реагирует с высокотемпературными платиновыми сплавами)

Устойчив к царской водке, азотной кислоте и соляной кислоте при рафинировании драгоценных металлов и кислотном выщелачивании

4.2Слишком длинный срок службы

Срок службы составляет в 5–8 раз дольше, чем у циркониевых тиглей, и в 4–6 раз дольше, чем у графитовых тиглей выдерживает сотни циклов быстрого нагрева и охлаждения ежедневно при литье ювелирных изделий, плавке слитков и лабораторном пробоотборе без образования трещин.

4.3 Устойчивость к термоудару и высокая механическая прочность

Традиционные кварцевые тигли легко трескаются при резких перепадах температуры; глинозёмные тигли скалываются при ударном воздействии металла. Тигли из Si₃N₄ можно перемещать непосредственно из высокотемпературной печи на охлаждающий стол без риска растрескивания.

4.4 Экономия при извлечении драгоценных металлов

Неприлипающая полированная внутренняя поверхность практически не оставляет остатков золота/серебра внутри тигля после разливки; потери драгоценных металлов снижаются ниже 0,01 % на одну плавку.

5применяемые драгоценные металлы и сценарии использования

Металлы, пригодные для плавки

Золото (Au), серебро (Ag), платина (Pt), палладий (Pd), родий (Rh), иридий (Ir), сплавы золота и платины, сплавы золота пробой, стерлинговое серебро, мастер-сплавы платины для ювелирных изделий.

Основные промышленные области применения

Ювелирный завод: вакуумно-индукционная плавка заготовок для литья золота/платины

Слитковый рафинировочный завод: крупносерийная плавка слитков драгоценных металлов

Переработка драгоценных металлов: плавка отходов ювелирных изделий, электронного лома с содержанием золота и серебра

Лабораторный анализ: огневой анализ, подготовка образцов высокой чистоты драгоценных металлов

Плавка стоматологических сплавов: стоматологические литейные сплавы на основе платины и палладия

6. Основные производственные процессы

6.1 Сухое прессование / изостатическое прессование для формирования заготовок с равномерной плотностью

6.2 Высокотемпературное газовое давление при спекании в атмосфере азота при температуре 1700–1900 °C

6.3 Точная обработка на станках с ЧПУ, полировка внутренних и внешних стенок для получения гладкой антипригарной поверхности

6.4 Индивидуальное формирование, пробивка отверстий и нанесение покрытия по требованию

7.  Примечания для Керамики из нитрида кремния Индивидуальные решения

7.1 Нитрид кремния обладает исключительной твёрдостью; вся прецизионная обработка требует алмазного инструмента, поэтому сложные глубокие внутренние резьбы или сверхтонкие и сверхкрупногабаритные конструкции требуют предварительной технической оценки.

7.2 Длительная эксплуатация выше 1100 °C на воздухе вызывает медленное окисление; для таких условий эксплуатации рекомендуется заказать антиокислительное покрытие.

7.3 При оформлении заказа на изготовление по спецификации предоставьте подробные технические параметры: рабочая температура, нагрузка, среда эксплуатации, чертежи с размерами, допуски и требования к поверхности.

8. Рекомендации по эксплуатации и техническому обслуживанию

Скорость нагрева: повышение температуры ≤10 °C/мин в течение первых трёх использований для стабилизации микроструктуры

Избегайте прямого контакта с плавиковой кислотой HF (единственное химическое вещество, разрушающее Си3Н4 )

После плавки сначала охладите естественным образом, а затем проведите закалку водой для дальнейшего увеличения срока службы

Очистите внутреннюю стенку разбавленной азотной кислотой для удаления мельчайших остаточных частиц драгоценных металлов

Хранить в сухой среде чтобы избежать длительного воздействия влаги

Параметр