Індивідуальні керамічні валки з нітриду кремнію Si3N4

Керамічний вал із нітриду кремнію (Si₃N₄) — це високоефективний інженерний компонент, виготовлений із передового технічного керамічного матеріалу. Це не традиційний метал, такий як сталь чи алюміній, а виготовляється методом порошкової металургії, що включає пресування та високотемпературне спікання.

З точки зору сфер застосування, авіаційно-космічна промисловість та автомобілебудування є основними секторами попиту. У галузі авіації та космонавтики стрижні з нітриду кремнію використовуються як фіксуючі штифти лопатей турбін у двигунах літаків та втулки в механізмах систем орієнтації космічних апаратів. Завдяки своїм перевагам — високій термостійкості та легкості — вони зменшують вагу обладнання та підвищують надійність роботи. Точні напрямні стрижні в системах наведення ракет також ґрунтуються на їхній високій міцності та стабільності розмірів.

У автомобільній галузі високопродуктивні гоночні автомобілі та транспортні засоби на нових джерелах енергії використовують стрижні з нітриду кремнію для підшипників трансмісії та направляючих клапанів двигуна. Порівняно з традиційними металевими компонентами, ці стрижні мають у 5–8 разів вищу стійкість до зносу, що продовжує термін служби й зменшує енергоспоживання.

У електронній промисловості та напівпровідниковій галузі стрижні з нітриду кремнію використовуються як направляючі валки обладнання для розрізання пластин і виштовхувачі форм для упаковки напівпровідників. Вони забезпечують високу точність і хімічну стабільність під час обробки, запобігаючи забрудненню домішками та підвищуючи вихід придатних мікросхем.

Перевага стрижнів з нітриду кремнію

Унікальні переваги стрижнів із нітриду кремнію походять від синергетичних властивостей кераміки на основі нітриду кремнію та прецизійних процесів формування. Вони мають міцність на згин при кімнатній температурі 600–800 МПа, зберігаючи понад 80 % своєї міцності навіть при високих температурах 1200 °C. Завдяки низькому коефіцієнту теплового розширення 3,2×10⁻⁶/°C вони ефективно протистоять термічному удару, спричиненому раптовими змінами температури. Крім того, вони мають відмінну зносостійкість (коефіцієнт тертя лише 0,1–0,2) та хімічну інертність, стійкі до корозії сильними кислотами та лугами, не реагують з більшістю розплавлених металів і солей. Крім того, стрижні з нітриду кремнію мають добру електричну ізоляцію та низьку густину (3,2 г/см³), що дозволяє обробляти їх на стрижні з різними діаметрами, довжиною та складними поперечними перерізами для задоволення різноманітних вимог до прецизійних компонентів
Ці вали відомі своїм винятковим поєднанням властивостей, яке робить їх кращими за метали в складних умовах експлуатації.

Типові застосування

• Виробництво напівпровідників: використовується для рукавів перенесення пластин та футерівки високотемпературних пічей, щоб забезпечити високу чистоту та стабільність при високих температурах.
• Транспортні засоби на новій енергії: як ізоляційні опори для двигунів та теплові стовпчики для блоків акумуляторів, стійкі до високих температур та ізольовані. Використовуються у високоефективних роторах турбонагнітачів для зменшення турболагу (через низький інерційному моменту)
• Аерокосмічна галузь: виготовлення лопатей турбін, компонентів двигунів і здатність витримувати екстремальні теплові умови.
• У системах керування, актуаторах та допоміжних силових агрегатах, де важливі вага, швидкість, та надійність.
• Хімічна та технологічна промисловість. Насоси: як валопровід у безщіткових магнітно-приводних насосах або насосах, що перекачують високостійкі/корозійні суспензії.
• Високошвидкісні шпінделя та фрезерні верстати з ЧПК: це основне застосування. Низький інерційний момент дозволяє надзвичайно швидко розганятися та гальмувати, що покращує ефективність обробки та якість поверхні.
• Медичне та стоматологічне обладнання: для високошвидкісних свердел та наконечників, які повинні можуть бути стерилізовані та працювати на дуже високих обертах.

Основні властивості та їх значення

1. Екстремальна твердість

Один з найтвердіших доступних матеріалів, близький до діамантів. Відмінний опір зношуванню що забезпечує значно довший термін служби у порівнянні зі сталлю, особливо в абразивних середовищах.

2. Висока міцність і жорсткість

Зберігає високу механічну міцність як при кімнатній, так і при підвищених температурах (до ~1200°C). Стійкий до вигину та деформації під високим навантаженням. Дозволяє працювати на високих швидкостях із мінімальним биттям або вібрацією.

3. Низька густина

Приблизно на 60% легша за сталь. Зменшує обертову масу (інерцію), що забезпечує швидше прискорення/уповільнення, нижче енергоспоживання та знижене навантаження на підшипники.

4. Низьке термічне розширення

Дуже мало розширюється при нагріванні. Зберігає стабільність розмірів у широкому температурному діапазоні. Критично важливо для підтримання точних зазорів у високотемпературних додатки.

5. Винятковий опір корозії

Інертний до більшості кислот, лугів і агресивних газів. Ідеальний для хімічної промисловості, морських умов та застосувань, де руйнуються мастила.

6. Немагнітний і електрично ізольований

Не проводить магнетизм чи електрику. Необхідний для МРТ-апаратів, виробництва напівпровідників та інших чутливих електронних або наукових приладів обладнання.

7. Здатність працювати при високих температурах

Зберігає свої властивості при температурах, при яких сталь би м'якшала або плавилася. Підходить для використання в печах, турбінах та механічних системах з високою температурою.

 


Таблиця параметрів продукту