Замовне керамічне тигель з нітриду кремнію Si3N4 для плавлення дорогоцінних металів

Деталі продукту

1. Основне визначення та вихідна сировина

Тигель із нітриду кремнію — це високопродуктивний структурний керамічний посуд, отриманий спіканням високої чистоти порошку нітриду кремнію (S i3N4 ). Під час виробництва додаються невеликі кількості оксидів рідкісноземельних елементів як зв’язуючі добавки для досягнення повної щільності, високої ударної в’язкості та виняткової термічної стабільності. На відміну від звичайних тиглів із глинозему, кварцу та графіту, С i3N4 кераміка має кристалічну структуру з ковалентними зв’язками, що забезпечує унікальні переваги у високотемпературному, механічному та хімічному опорі й широко застосовується в галузях плавлення, спікання та аналітичного тестування високого рівня.

2. Ключові переваги продукту

2.1Виняткова стійкість до теплового удару

Нітрид кремнію має наднизький коефіцієнт теплового розширення. Він витримує різкі перепади температури — від високотемпературної печі до охолоджувальної платформи — без утворення тріщин, усуваючи головний недолік тиглів із глинозему та цирконію, які легко розтріскуються після багаторазових циклів нагрівання й охолодження. Тривала робоча температура: до 1400 °C на повітрі; до 1600 °C у вакуумі або інертному середовищі. Це повністю охоплює температури плавлення золота, срібла, платини, паладію та більшості високотемпературних сплавів.

2.2Висока механічна міцність та стійкість до зносу

Висока межа міцності при згині та в’язкість руйнування, що забезпечує стійкість до сколювання, утворення тріщин або деформації під впливом ерозії розплавленого металу та ударного впливу при розливі. Щільна, безпориста структура запобігає проникненню розплавленого металу в стінки тигля, уникнувши втрат матеріалу та перехресного забруднення.

2.3Відмінна хімічна інертність

Si₃N₄ майже не реагує з розплавленими дорогоцінними металами, кольоровими металами, більшістю розплавлених солей та поширеними кислотами (азотною, соляною, царською водою).

Відсутнє забруднення вуглецем порівняно з графітовими тиглями;

Не вступає в хімічну реакцію з металами платинової групи, на відміну від тиглів із високочистої глиноземної кераміки;

Краще, ніж графіт, стійкий до окиснення при високих температурах.

2.4Незмочуваність розплавленими металами

Дзеркально відполірована внутрішня поверхня відштовхує рідке золото, срібло, платину та інші дорогоцінні метали. Після розливання майже не залишається залишків металу на стінках, що значно підвищує коефіцієнт вилучення металу й зменшує втрати виробництва.

2.5 Термічна стабільність

Низький коефіцієнт теплового розширення (~3,2×10⁻⁶/K), витримує швидке чергування гарячого й холодного без утворення тріщин. Температура тривалої роботи: 1000 °C на повітрі, до 1400 °C у інертній атмосфері. Ідеально підходить для спеціальних високотемпературних печей та аксесуарів для розплавлених металів.
2.6 Електрична ізоляція

Висока об’ємна електрична опірність, стійкість до пробою під високою напругою; підходить для спеціальних ізоляційних конструктивних деталей у силовій електроніці та напівпровідниковому обладнанні.

3. Основні типи продукції та індивідуальне виготовлення

3.1 Поширені форми

Прямі циліндричні тиглі (за бажанням — з відповідними кришками)

Звужені тиглі з розливними отворами для зручного лиття зливків

Тиглі спеціальної форми: прямокутні, зі ступінчастою внутрішньою порожниною, багатопорожнинні комбіновані тиглі

3.2 Налаштовані параметри

Діапазон об’ємів: від 5 мл мініатюрних лабораторних тиглів до 20 л промислових великих плавильних тиглів; індивідуальні параметри за технічними кресленнями замовника — внутрішній діаметр, зовнішній діаметр, товщина стінок, висота, упорні ступені та монтажні отвори; варіанти обробки поверхні: матове шліфування, високоглянцеве дзеркальне полірування, антикорозійне покриття карбідом кремнію (SiC) для продовження терміну служби.

4. Видатні переваги для індустрії дорогоцінних металів

4.1 Відсутність забруднення (ключова перевага)

Si3N4 хімічно інертний щодо всіх дорогоцінних металів та їх сплавів; жодні елементи кремнію чи азоту не розчиняються в розплавленому золоті, сріблі чи платині.

Відсутність забруднення вуглецем (на відміну від графітових тиглів: графіт розчиняє вуглець у дорогоцінних металах, знижуючи їх чистоту)

Відсутність проникнення домішок глинозему (на відміну від тиглів із 99 % глинозему: реагує з високотемпературними сплавами платини)

Стійкий до царської водки, азотної кислоти та соляної кислоти під час рафінування дорогоцінних металів та кислотного вилуговування

4.2Ультрадовгий термін служби

Термін служби становить у 5–8 разів довший порівняно з цирконієвими тиглями й у 4–6 разів довший порівняно з графітовими тиглями . Витримує сотні циклів швидкого нагрівання-охолодження щодня під час лиття прикрас, плавлення зливків та лабораторного відбору проб без утворення тріщин.

4.3 Стійкість до термічного удару та висока механічна міцність

Традиційні кварцові тиглі легко тріскаються при раптових змінах температури; глиноземні тиглі кришаться під впливом ударів металу. Тиглі з Si₃N₄ можна безпосередньо переносити з печі високої температури на стіл для охолодження без ризику розтріскування.

4.4 Економія коштів під час вилучення дорогоцінних металів

Не прилипаюча полірована внутрішня поверхня залишає майже нульовий залишок золота/срібла всередині тигля після розливу; втрати дорогоцінних металів знижуються до менше ніж 0,01 % на кожну партію плавлення.

5застосовні дорогоцінні метали та сценарії

Метали, придатні для плавлення

Золото (Au), срібло (Ag), платина (Pt), паладій (Pd), родій (Rh), іридій (Ir), сплави золота й платини, сплави каратного золота, стерлінгове срібло, материнські сплави платини для ювелірних виробів.

Основні промислові застосування

Ювелірна фабрика: вакуумне індукційне плавлення заготовок із золота/платини для лиття

Слитковий рафінаторій: масове плавлення злитків дорогоцінних металів

Переробка дорогоцінних металів: плавлення відходів ювелірних виробів, електронного лому (золото та срібло)

Лабораторний аналіз: проба вогнем, підготовка зразків дорогоцінних металів високої чистоти

Плавлення стоматологічних сплавів: стоматологічні литі сплави на основі платини та паладію

6. Основні виробничі процеси

6.1 Сухе пресування / ізостатичне пресування для формування заготовок з однорідною щільністю

6.2 Високотемпературне газове тискове спікання в атмосфері азоту при температурі 1700–1900 °C

6.3 Точне фрезерування на ЧПУ, полірування внутрішньої та зовнішньої поверхонь для отримання гладкої антипригарної поверхні

6.4 Індивідуальне формування, пробивання отворів та нанесення покриття за потребою

7.  Примітки щодо Кераміки з нітриду кремнію Індивідуалізація

7.1 Нітрид кремнію — надзвичайно твердий матеріал; усі точні механічні операції вимагають інструментів з діамантом, тому складні глибокі внутрішні різьби або надтонкі та надвеликі конструкції потребують попередньої технічної оцінки.

7.2 Тривала експлуатація вище 1100 °C на повітрі призводить до повільного окиснення; для таких умов роботи рекомендується замовити спеціальне антиокисне покриття.

7.3 Під час замовлення спеціальних виробів надавайте детальні технічні параметри: робоча температура, навантаження, середовище (середа), креслення з розмірами, допуски та вимоги до поверхні.

8. Поради щодо експлуатації та обслуговування

Швидкість нагрівання: швидкість підвищення температури ≤10 °C/хв протягом перших трьох використань для стабілізації мікроструктури

Уникайте безпосереднього контакту з плавиковою кислотою HF (єдина кислота, що руйнує Si3N4 )

Після плавлення спочатку охолоджуйте природним шляхом, а потім — водою, щоб ще більше продовжити термін служби

Очистіть внутрішню стінку розведеною азотною кислотою, щоб видалити дуже малі залишки частинок дорогоцінних металів

Зберігайте в сухому середовищі щоб уникнути тривалого вологого впливу

Параметр