Silicon nitride là một chất vô cơ có công thức hóa học Si3N4. Đây là một vật liệu gốm cấu trúc quan trọng với độ cứng cao, tính bôi trơn vốn có và khả năng chống mài mòn. Nó là một tinh thể nguyên tử; có khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao. Và nó cũng có thể chịu được sốc nhiệt. Khi được đun nóng trên 1000 ℃ trong không khí, nó sẽ không nứt ngay cả sau khi làm nguội và đun nóng nhanh. Chính vì gốm silicon nitride có những đặc tính vượt trội như vậy nên người ta thường dùng chúng để chế tạo các chi tiết cơ khí như vòng bi, cánh tuabin, vòng đệm làm kín cơ khí, khuôn đúc vĩnh cửu, v.v.
Một trục gốm nitride silicon là bộ phận kỹ thuật cao cấp được lựa chọn khi các yêu cầu khắc nghiệt của ứng dụng—như tốc độ cao, nhiệt độ cao, môi trường ăn mòn hoặc nhu cầu về mài mòn tối thiểu—làm cho kim loại truyền thống trở nên không đủ đáp ứng. Mặc dù chi phí ban đầu và các yếu tố thiết kế cao hơn, nhưng lợi ích về hiệu suất, độ tin cậy và tổng chi phí sở hữu trong ứng dụng phù hợp là rất lớn.
Trục gốm silicon nitride (Si₃N₄) là một bộ phận kỹ thuật hiệu suất cao được làm từ gốm kỹ thuật tiên tiến. Nó không phải là kim loại truyền thống như thép hay nhôm mà được sản xuất thông qua quá trình luyện kim bột, bao gồm ép và thiêu kết ở nhiệt độ cao.
Xét về khía cạnh ứng dụng, ngành hàng không vũ trụ và ô tô là các lĩnh vực nhu cầu cốt lõi. Trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, các thanh silicon nitride được sử dụng làm chốt định vị cánh tuabin trong động cơ máy bay và ống lót trong cơ cấu điều khiển tư thế tàu vũ trụ. Tận dụng ưu điểm chịu nhiệt độ cao và nhẹ, chúng giúp giảm trọng lượng thiết bị và nâng cao độ tin cậy vận hành. Các thanh dẫn hướng chính xác trong hệ thống dẫn đường tên lửa cũng dựa vào độ bền cao và độ ổn định kích thước của chúng.
Trong lĩnh vực ô tô, xe đua hiệu suất cao và xe năng lượng mới sử dụng thanh silicon nitride cho các ổ trục truyền động và ống dẫn van động cơ. So với các bộ phận kim loại truyền thống, những thanh này có độ chống mài mòn lớn hơn 5-8 lần, kéo dài tuổi thọ và giảm tiêu hao năng lượng.
Trong ngành công nghiệp điện tử và bán dẫn, các thanh nitride silic được sử dụng làm trục dẫn hướng cho thiết bị cắt oán và chốt đẩy trong khuôn đóng gói bán dẫn. Chúng đảm bảo độ chính xác cao và ổn định hóa học trong quá trình xử lý, ngăn ngừa sự nhiễm tạp chất và cải thiện tỷ lệ thu hồi chip.
Ưu điểm của thanh Nitride Silic
Những ưu điểm độc đáo của thanh gốm nitrit silic bắt nguồn từ các tính chất cộng hưởng giữa gốm nitrit silic và quá trình tạo hình chính xác. Chúng có độ bền uốn ở nhiệt độ phòng trong khoảng 600-800 MPa, duy trì hơn 80% độ bền ngay cả ở nhiệt độ cao 1200°C. Với hệ số giãn nở nhiệt thấp chỉ 3,2×10⁻⁶/°C, chúng chống chịu hiệu quả hiện tượng sốc nhiệt do thay đổi nhiệt độ đột ngột. Ngoài ra, chúng còn có khả năng chống mài mòn tuyệt vời (hệ số ma sát chỉ từ 0,1-0,2) và trơ về mặt hóa học, chịu được sự ăn mòn bởi axit mạnh và kiềm mạnh mà không phản ứng với hầu hết các kim loại và muối nóng chảy. Hơn nữa, thanh nitrit silic còn có đặc tính cách điện tốt và khối lượng riêng thấp (3,2 g/cm³), cho phép gia công thành các thanh với đường kính, chiều dài và tiết diện phức tạp khác nhau nhằm đáp ứng yêu cầu đa dạng của các bộ phận chính xác
Những trục này nổi tiếng với sự kết hợp đặc tính vượt trội khiến chúng vượt trội hơn kim loại trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe.
Ứng Dụng Điển Hình
Các Tính Chất Chính Và Lý Do Chúng Quan Trọng
1. Độ Cứng Cực Cao
Một trong những vật liệu cứng nhất hiện có, gần bằng kim cương. Khả năng chống mài mòn tuyệt vời, dẫn đến tuổi thọ sử dụng lâu hơn nhiều so với thép, đặc biệt trong môi trường mài mòn môi trường.
2. Độ Bền & Độ Cứng Cao
Duy trì độ bền cơ học cao ở cả nhiệt độ phòng và nhiệt độ cao (lên tới ~1200°C). Chống cong vênh và biến dạng dưới tải trọng lớn. Cho phép vận hành ở tốc độ cao với độ rung hoặc lắc tối thiểu.
3. Khối Lượng Riêng Thấp
Nhẹ hơn khoảng 60% so với thép. Giảm khối lượng quay (quán tính), dẫn đến tăng tốc nhanh hơn tăng tốc/giảm tốc, tiêu thụ năng lượng thấp hơn và giảm tải lên các ổ trục.
4. Hệ số giãn nở nhiệt thấp
Giãn nở rất ít khi bị đốt nóng. Duy trì độ ổn định về kích thước trong dải nhiệt độ rộng nhiệt độ. Quan trọng để duy trì khe hở chính xác trong môi trường nhiệt độ cao ứng dụng.
5. Khả năng chống ăn mòn tuyệt vời
Trơ với hầu hết các loại axit, kiềm và khí ăn mòn. Lý tưởng cho xử lý hóa chất, môi trường biển và các ứng dụng mà chất bôi trơn dễ bị phân hủy.
6. Không từ tính và cách điện
Không dẫn từ hay dẫn điện. Thiết yếu cho máy MRI, sản xuất bán dẫn và các thiết bị điện tử hoặc khoa học nhạy cảm khác thiết bị.
7. Khả Năng Chịu Nhiệt Độ Cao
Giữ nguyên tính chất ở nhiệt độ mà thép sẽ bị mềm hoặc nóng chảy. Phù hợp để sử dụng trong lò nung, tuabin và các hệ thống cơ khí chịu nhiệt độ cao.
Bảng thông số sản phẩm
| Mục | ép đốt kết bằng khí áp suất cao | ép đốt kết nóng | đốt kết phản ứng | ép đốt kết không áp suất |
| Độ cứng Rockwell (HRA) | ≥75 | - | > 80 | 91-92 |
| mật độ thể tích(g/cm3) | 3.25 | > 3,25 | 1.8-2.7 | 3.0-3.2 |
| Hằng số điện môi (ε r20℃, 1MHZ) | - | 8.0(1MHz) | - | - |
| điện trở suất thể tích (Ω.cm) | 10¹⁴ | 10⁸ | - | - |
| độ dai va đập (Mpa m1/2) | 6-9 | 6-8 | 2.8 | 5-6 |
| Mô đun đàn hồi (GPa) | 300-320 | 300-320 | 160-200 | 290-320 |
| hệ số giãn nở nhiệt (m/K *10⁻⁶/℃) | 3.1-3.3 | 3.4 | 2.53 | 600 |
| hệ Số Dẫn Nhiệt (W/mK) | 15-20 | 34 | 15 | - |
| mô đun Weibull (m) | 12-15 | 15-20 | 15-20 | 10-18 |
Mặt bích thủy tinh thạch anh mờ dùng để làm kín hoặc kết nối các linh kiện
Cốc nhỏ bằng gốm SiC cách điện, chén gốm silicon carbide dùng cho atom hóa bột dầu
Chứng nhận CE RoHS Máy tạo ozone ống thạch anh 220V 60g Xử lý không khí
Cuvet thủy tinh thạch anh 10mm quang trình, hai mặt trong suốt
EN
