Anpassad kiselnitridkeramik axel Si3N4 keramik stänger

Siliciumnitrid (Si₃N₄) keramisk kolv är en högpresterande teknisk komponent tillverkad av avancerad teknisk keramik. Den är inte en traditionell metall som stål eller aluminium utan tillverkas genom ett pulvermetallurgiskt förfarande som innefattar pressning och högtemperatursintering.

Ur tillämpningsperspektiv är luft- och rymdfartsindustrin samt bilindustrin de centrala efterfrågesektorn. Inom luft- och rymdfartssektorn används kolvävsstänger av siliciumnitrid för turbinbladpositionering i flygmotorer och sleeve-delar i rymdfarkosters attitydregleringsmekanismer. Genom att utnyttja sina fördelar med hög temperaturmotstånd och lättvikt minskar de vikten på utrustningen och förbättrar driftsäkerheten. Precisionsguiderör i missilguidanssystem är också beroende av deras höga hållfasthet och dimensionsstabilitet.

Inom bilsektorn använder högpresterande racerbilar och elfordon kolvävsstänger av siliciumnitrid för växellådslager och motorns ventilstyrning. Jämfört med traditionella metallkomponenter erbjuder dessa stänger 5–8 gånger bättre slitstyrka, vilket förlänger livslängden och minskar energiförbrukningen.

I elektronik- och halvledarindustrin fungerar kiselnitridstavar som guideaxlar för skivskärningsutrustning och utmatningsnålar för halvledarförpackningsverktyg. De säkerställer hög precision och kemisk stabilitet under processen, förhindrar föroreningsföroreningar och förbättrar kretsutbytet.

Fördelar med kiselnitridstavar

De unika fördelarna med kiselnitridstavar härstammar från de synergistiska egenskaperna hos kiselnitridkeramer och precisionsformningsprocesser. De uppvisar en böjhållfasthet vid rumstemperatur på 600–800 MPa och behåller mer än 80 % av sin hållfasthet även vid höga temperaturer på 1200 °C. Med en låg värmeutvidgningskoefficient på 3,2×10⁻⁶/°C motstår de effektivt termisk chock orsakad av plötsliga temperaturförändringar. Dessutom har de utmärkt slitagebeständighet (friktionskoefficient endast 0,1–0,2) och kemisk tröghet, vilket gör att de tål korrosion från starka syror och baser utan att reagera med de flesta smälta metaller och salter. Vidare har kiselnitridstavar god elektrisk isolering och låg densitet (3,2 g/cm³), vilket gör att de kan bearbetas till stavar med varierande diameter, längd och komplexa tvärsnitt för att uppfylla kraven på olika precisionskomponenter
Dessa kolvar är kända för sin exceptionella kombination av egenskaper som gör dem överlägsna metaller i krävande applikationer.

Typiska Tillämpningar

• Halvledarproduktion: används för skivtransportarmar och högtemperaturugnsfodral för att säkerställa hög renlighet och temperaturstabilitet.
• Fordon med ny energi: Som isolerande bärverk för motorer och termiska pelare för batteripaket, resistenta mot höga temperaturer och isolerande. Används i högpresterande turbofläktrotorer för att minska turbosvarstid (p.g.a. låg tröghet)
• Rymd- och flygindustri: Tillverkning av turbinblad, motordelar och komponenter som tål extrema termiska förhållanden.
• I styrsystem, aktuatorer och hjälpmotorer där vikt, hastighet, och tillförlitlighet är kritiska.
• Kemisk och processindustri Pumprar: Som axlar i tätningslösa magnetdrivna pumpar eller pumpar som hanterar mycket slips- och korrosiva slam.
• Högvarvs-spindlar och CNC-routrar: Detta är en huvudsaklig tillämpning. Den låga trögheten möjliggör extremt snabba accelerations- och inbromsningstider, vilket förbättrar maskineringseffektiviteten och ytfinishen.
• Medicinsk och tandvårdsteknik: För högvarvsborrar och handstycken som måste steriliseras och fungera vid mycket höga varvtal.

Viktiga egenskaper och varför de spelar roll

1. Extrem hårdhet

Ett av de hårdaste materialen som finns, nära diamant. Utmärkt slitstyrka motstånd, vilket leder till en mycket längre livslängd än stål, särskilt i slipande miljöer.

2. Hög styrka och styvhet

Bevarar hög mekanisk styrka vid både rumstemperatur och upphöjda temperaturer (upp till ca 1200°C). Motstår böjning och deformation under hög belastning. Möjliggör drift vid hög hastighet med minimal vippning eller vibration.

3. Låg densitet

Cirka 60 % lättare än stål. Minskar roterande massa (tröghet), vilket leder till snabbare acceleration/retardation, lägre energiförbrukning och minskade lagerbelastningar.

4. Låg termisk expansion

Expanderar mycket lite vid uppvärmning. Behåller dimensionell stabilitet över ett brett temperaturintervall. Viktigt för att bibehålla exakta spel i höga temperaturer användning.

5. Utmärkt korrosionsbeständighet

Inert mot de flesta syror, baser och frätande gaser. Idealisk för kemisk bearbetning, marina miljöer och tillämpningar där smörjmedel bryts ner.

6. Icke-magnetisk och elektriskt isolerande

Leder inte magnetism eller el. Nödvändigt för MR-maskiner, halvledartillverkning och andra känsliga elektroniska eller vetenskapliga applikationer utrustningens säkerhet.

7. Högtemperaturbeständighet

Behåller sina egenskaper vid temperaturer där stål skulle förmjukas eller smälta. Lämplig för användning i ugnar, turbiner och mekaniska system med hög temperatur.

 


Produktparameters-tabell