Dusitan kremíka je anorganická látka so vzorcom Si3N4. Je dôležitým konštrukčným keramickým materiálom s vysokou tvrdosťou, vlastnou mazivosťou a odolnosťou voči opotrebeniu. Ide o atómový kryštál; odolný voči oxidácii pri vysokých teplotách. A dokáže odolávať aj tepelným šokom. Pri zahriatí na viac ako 1000 ℃ vo vzduchu sa nepraskne ani po rýchlom ochladení a zahriatí. Práve pre tieto vynikajúce vlastnosti sa dusitan kremíka často používa na výrobu mechanických komponentov, ako sú ložiská, lopatky turbín, tesniace krúžky, trvalé formy atď.
Keramická hriadeľ z dusičnanu kremíka je kvalitná inžinierska súčiastka, ktorá sa vyberá v prípadoch extrémnych nárokov aplikácie, ako sú vysoké otáčky, vysoká teplota, korózne prostredie alebo potreba minimálneho opotrebenia, kedy tradičné kovy nestačia. Hoci počiatočné náklady a aspekty návrhu sú vyššie, výsledný prínos z hľadiska výkonu, spoľahlivosti a celkových prevádzkových nákladov pri vhodnej aplikácii je obrovský.
Keramická hriadeľ z nitridu kremíka (Si₃N₄) je vysokovýkonná inžinierska súčiastka vyrobená z pokročilého technického keramického materiálu. Nie je to tradičný kov ako oceľ alebo hliník, ale vyrába sa postupom práškovej metalurgie, ktorý zahŕňa lisovanie a vysokoteplotné spekanie.
Z hľadiska aplikačných scenárov sú letecký a automobilový priemysel kľúčovými odvetviami dopytu. V leteckom priemysle sa tyče z nitridu kremíka používajú ako polohovacie kolíky lopatiek turbíny v lietadlových motoroch a rukávy v systémoch riadenia polohy kozmických plavidiel. Využitím ich výhod, ako je odolnosť voči vysokým teplotám a nízka hmotnosť, sa zníži hmotnosť zariadení a zvýši spoľahlivosť prevádzky. Presné vodidlá v riadiacich systémoch striel tiež využívajú ich vysokú pevnosť a rozmernú stabilitu.
V automobilovom sektore využívajú vysoko výkonné športové automobily a vozidlá na nové zdroje energie tyče z nitridu kremíka pre ložiská prevodoviek a vodidlá ventilov motora. V porovnaní s tradičnými kovovými komponentmi ponúkajú tieto tyče 5 až 8-krát vyššiu odolnosť proti opotrebeniu, čím predlžujú životnosť a znižujú spotrebu energie.
V elektronickom a polovodičovom priemysle slúžia tyče z nitridu kremíka ako vodidlá pre vybavenie na rezanie waferov a ako vyhazovacie kolíky pre formy na zabalenie polovodičov. Zabezpečujú vysokú presnosť a chemickú stabilitu počas spracovania, zabraňujú kontaminácii nečistotami a zvyšujú výnos čipov.
Výhoda tyčí z nitridu kremíka
Jedinečné výhody tyčí z nitridu kremíka vyplývajú zo synergických vlastností keramiky na báze nitridu kremíka a presných formovacích procesov. Majú ohybovú pevnosť pri izbovej teplote 600–800 MPa a udržujú viac ako 80 % svojej pevnosti aj pri vysokých teplotách až 1200 °C. Vďaka nízkej hodnote koeficientu tepelnej rozťažnosti 3,2×10⁻⁶/°C efektívne odolávajú tepelnému šoku spôsobenému prudkými zmenami teploty. Okrem toho majú vynikajúcu odolnosť voči opotrebeniu (koeficient trenia len 0,1–0,2) a chemickú inertnosť, čo im umožňuje odolávať korózii silnými kyselinami a zásadami bez reakcie s väčšinou roztavených kovov a solí. Navyše tyče z nitridu kremíka disponujú dobrou elektrickou izoláciou a nízkou hustotou (3,2 g/cm³), čo umožňuje ich spracovanie do tvaru tyčí s rôznymi priemermi, dĺžkami a komplexnými prierezmi na splnenie požiadaviek na rôzne presné komponenty
Tieto hriadele sú známe svojou výnimočnou kombináciou vlastností, ktoré ich robia lepšími než kovy v náročných aplikáciách.
Typické aplikácie
Kľúčové vlastnosti a ich význam
1. Extrémna tvrdosť
Jeden z najtvrdších dostupných materiálov, blízky diamantu. Vynikajúca odolnosť voči opotrebeniu, čo vedie k výrazne dlhšej životnosti v porovnaní so štandardnou oceľou, najmä v abrazívnych podmienkach prostredia.
2. Vysoká pevnosť a tuhosť
Udržiava vysokú mechanickú pevnosť pri izbovej aj zvýšenej teplote (až do približne 1200 °C). Odoláva ohýbaniu a deformácii pri vysokom zaťažení. Umožňuje prevádzku pri vysokých rýchlostiach s minimálnym ohybom alebo vibráciami.
3. Nízka hustota
Približne o 60 % ľahšia ako oceľ. Znižuje rotačnú hmotnosť (zotrvačnosť), čo vedie k rýchlejšiemu zrýchlenie/spomalenie, nižšia spotreba energie a znížené zaťaženie ložísk.
4. Nízka tepelná rozťažnosť
Rozširuje sa veľmi málo pri zahrievaní. Udržiava rozmernú stabilitu v širokom teplotnom rozsahu. Kritické pre udržiavanie presných medzier pri vysokých teplotách aplikácie.
5. Vynikajúca odolnosť voči korózii
Neaktívny voči väčšine kyselín, zásad a koróznych plynov. Ideálny pre chemické spracovanie, námorné prostredia a aplikácie, v ktorých sa mazivá rozkladajú.
6. Nemagnetický a elektricky izolačný
Neprevádza magnetizmus ani elektrinu. Nevyhnutné pre prístroje MRI, výrobu polovodičov a iné citlivé elektronické alebo vedecké aplikácie zariadení.
7. Vysoká odolnosť voči vysokým teplotám
Udržuje svoje vlastnosti pri teplotách, pri ktorých by sa oceľ stala mäkkou alebo roztavila. vhodné na použitie v peciach, turbínach a mechanických systémoch s vysokou teplotou.
Tabuľka parametrov produktu
| Položka | pájanie plynovým tlakom | horáce lisované sinterovanie | reakčné sinterovanie | sinterovanie bez tlaku |
| Rockwellova tvrdosť (HRA) | ≥75 | - | > 80 | 91-92 |
| objemová hustota (g/cm3) | 3.25 | > 3,25 | 1.8-2.7 | 3.0-3.2 |
| Dielektrická konštanta (ε r20℃, 1MHz) | - | 8,0(1MHz) | - | - |
| objemová elektrická odolnosť(Ω.cm) | 10¹⁴ | 10⁸ | - | - |
| pevnosť pri lome (MPa m1/2) | 6-9 | 6-8 | 2.8 | 5-6 |
| Modul pružnosti (GPa) | 300-320 | 300-320 | 160-200 | 290-320 |
| súčiniteľ tepelnej rozťažnosti (m/K *10⁻⁶/℃) | 3.1-3.3 | 3.4 | 2.53 | 600 |
| vodivosť tepla (W/mK) | 15-20 | 34 | 15 | - |
| weibullovo číslo (m) | 12-15 | 15-20 | 15-20 | 10-18 |
Mräzivý kremeňový sklenený príruba na utesnenie alebo pripojenie komponentov
Olejová suspenzia z karbidu kremíka s izolátorom z keramiky SiC malá šálka
Certifikát CE RoHS Ošetrenie vzduchu 220 V 60 g Ozónový generátorový modul s kremičitou trubicou
Kvapka z kremenného skla s jasnou svetelnou dráhou 10 mm na obe strany
EN
