Ang mga silicon nitride ceramic bearings ay nagpapanatili ng napakababang paglaban sa galaw, mga 0.05 hanggang 0.15 coefficients, kahit sa ilalim ng matinding init at mechanical stress. Napapawi nito ang mga steel bearings ng humigit-kumulang 40 hanggang 60 porsyento kapag umabot na ang bilis sa mahigit 20,000 RPM. Ang espesyal na ugnayan sa pagitan ng mga atom ng silicon at nitrogen ay tumutulong upang labanan ang pagsusuot dulot ng thermal expansion, kaya't ang mga bearings na ito ay patuloy na gumagana nang maayos kahit sa temperatura na mahigit 800 degrees Celsius nang hindi bumabagsak. Dahil sa katatagan na ito, ang mga makina na gumagamit nito ay kumokonsumo ng 12 hanggang 18 porsyentong mas mababa pang enerhiya sa mga precision spindle application. Higit pa rito, walang panganib na maganap ang micro welding kapag biglang nagbago ang load. Ito ay dahil ang materyales ay likas na nagpapadulas sa sarili at hindi gaanong reaktibo sa iba pang surface, na siyang ginagawa itong perpekto para sa mga mapanganib na industrial environment kung saan pinakamahalaga ang reliability.
Kapag umiikot ang mga makina nang mas mabilis kaysa 250,000 RPM, may isang kakaibang bagay na nangyayari sa mga langis na pelikula sa karaniwang metal na bearings. Ang centrifugal force ay direktang lumalabas sa pamamagitan nila, na nagdudulot ng diretsahang metal na kontak na mabilis na pinauunlad ang pagkasira ng lahat. Dito nakikilala talaga ang silicon nitride ceramics dahil may tatlong pangunahing pakinabang silang pinagsama-sama. Una, ang kanilang mga ibabaw ay talagang humihila sa mga lubricants ng mga tatlong beses nang higit kaysa sa karaniwang bakal. Pangalawa, ang mga materyales na ito ay mas mahusay na nakakatagal sa init, pinipigilan ang langis na masira kahit umabot na ang temperatura sa higit pa sa 120 degree Celsius. At pangatlo, mas matigas sila kaysa bakal na may modulus ng elastisidad na mga 50% na mas mataas, kaya ang mga landas ng bearing ay hindi nalulumbay sa ilalim ng tensyon. Lahat ng magkakasamang katangiang ito ay nagpapanatili ng isang napakakitid na patong ng lubricant, na minsan ay aabot lamang sa 0.1 micrometer kapal. Para sa mga gumagamit ng high-speed machining centers, nangangahulugan ito na ang mga spindle ay maaaring tumakbo nang patuloy sa halos 18,000 oras bago kailanganin ang maintenance. Ito ay humigit-kumulang tatlong beses na mas mahaba kaysa sa kayang tiisin ng tradisyonal na steel bearings sa magkatulad na kalagayan.
Ang mga nitrato ng silicon na ceramic bearings ay nag-aalok ng hindi pangkaraniwang laban sa pagsusuot dahil pinagsama nila ang ilang mahahalagang katangian nang sabay-sabay. Kasama dito ang kamangha-manghang antas ng kahigpit na umaabot sa HV 1500, magandang kakayahang tumagal sa pagkabali (fracture toughness) na nasa 6 hanggang 7 MPa m squared root, at kamangha-manghang kakayahang lumaban sa oksihenasyon kahit umabot na sa 1000 degree Celsius ang temperatura. Ang kahigpit ay tumutulong upang pigilan ang abrasion at pinsala sa ibabaw, samantalang ang fracture toughness ay humihinto sa pagkalat ng mga bitak kapag may paulit-ulit na stress o biglang impact. Ang resistensya sa oksihenasyon ay nagpapanatili ng kabuuang kalagayan ng mga ibabaw sa masamang kondisyon kung saan naroroon ang init at kemikal. Ang pagsasama ng mga katangiang ito ay nagpapabisa sa kanila sa mga lugar tulad ng kagamitan sa pagpoproseso ng kemikal at industriyal na furnace kung saan ang karaniwang metal bearings ay hindi kayang matagal bago bumagsak. Ayon sa real-world testing, ang mga ceramic bearings na ito ay mayroong halos 60 porsyentong mas kaunting pagsusuot kumpara sa karaniwang bakal, na nangangahulugan ng mas mahaba ang tagal bago kailanganin ang maintenance at mas kaunting biglaang shutdown sa mga operasyon sa manufacturing.
Maaaring mas mataas ang paunang presyo ng mga Si3N4 ceramic bearings kumpara sa tradisyonal na mga opsyon, ngunit tatlong beses na mas matagal ang buhay nila sa precision spindles at mga aplikasyon ng feed drive, na nangangahulugan ng tunay na pagtitipid sa paglipas ng panahon. Ano ba ang nagpapahiwalay sa mga ceramics na ito? Napakamatigas nila, lumalaban sa pagkabasag kapag may stress, at mas mahusay na nakakapagtago ng init kaysa bakal kapag umiikot sa mataas na RPM na karaniwan sa modernong makinarya. Ang pagsasama ng mga katangiang ito ay humihinto sa uri ng pagsusuot at pagkasira na karaniwang pumapatay sa metal bearings nang ilang buwan bago ang takdang oras. Ang mga maintenance team ay nag-uulat ng mas kaunting pagkabigo at hindi gaanong madalas na pagpapalit, na nagbubunga ng malaking pagbawas sa gastos sa buong production cycle.
Sa loob ng karaniwang limang-taong buhay ng kagamitan, ang mga pasilidad ay nakakamit ng 55–70% na pagbaba sa kabuuang gastos sa pagmamay-ari—ginagawa ang Si₃N₄ na estratehikong pamumuhunan para sa mga operasyon na binibigyang-priyoridad ang kakayahang umasa, oras ng operasyon, at payak na badyet para sa pangangalaga.
Ang ceramic bearings na gawa sa silicon nitride (Si3N4) ay naging mahalaga na sa mga aplikasyon sa aerospace turbomachinery tulad ng jet engine auxiliaries at rocket fuel pumps. Kayang-taya ng mga bearing na ito ang bilis na umaabot sa mahigit 250 libong RPM sa vacuum na kapaligiran kung saan bumabagsak ang tradisyonal na steel bearings dahil sa problema sa cold welding. Ang katotohanang hindi sila metal ay nangangahulugan na walang problema sa pagkakadikit ng metal sa metal. Bukod dito, panatilihin ng mga materyales na ito ang kanilang hugis kahit ilantad sa sobrang init na umaabot sa mahigit 1200 degrees Celsius, na nagpapanatili sa maayos na pagganap. May timbang na mga 40% na mas magaan kumpara sa katumbas na bakal, ang pagbaba ng bigat na ito ay malaki ang tumutulong sa pagbawas ng centrifugal forces na nakikialam sa mga bahagi. Nakatutulong ito upang maiwasan ang pagbaluktot ng komponente at mapanatili ang tamang pag-uugali ng rotor na lubhang kailangan para sa matagumpay na misyon sa kalawakan o mataas na operasyon sa himpapawid.
Ang mga nagsilbing silicon nitride (Si3N4) sa MRI at CT na makina ay nakatutulong upang mabawasan ang pagkasira ng imahe dulot ng mga vibration, dahil sa kanilang pare-parehong katangian ng materyal at lubhang makinis na ibabaw na may kabuuang kabugatan na hindi lalagpas sa 0.05 micrometer. Ang mga nagsilbing ito ay umiikot nang mas makinis at tahimik kumpara sa tradisyonal na metal. Isa pang malaking plus? Sila ay elektrikal na insulator, kaya pinipigilan nila ang mga nakakaasar na eddy current na sirain ang magnetic field. Bukod dito, ang insulation na ito ay nagpoprotekta sa motor ng electric vehicle laban sa electrolytic corrosion dulot ng stray current. Humihinto ang mga bahagi nang halos tatlong beses na mas matagal kapag gumagamit ng mga nagsilbing ito. Nahuhupa rin ang electromagnetic interference, at mas kaunti ang ingay na galing sa mataas na antas na drivetrain ng electric vehicle. Ibig sabihin, mas mahusay na resulta sa diagnosis para sa medical imaging habang mas gustong tahimik na biyahe ang nararanasan ng mga pasahero, lahat nang walang anumang pagkawala sa power output.
EN
