Vodilni valj iz silicijevega nitrida

Izjemne mehanske lastnosti

Ena izmed izstopajočih lastnosti vodilnega valja iz silicijevega nitrida so njegove izjemne mehanske lastnosti. Ta material, ki se ponaša z zelo nizko gostoto 3,2~3,25 g/cm³, je hkrati lahek in izjemno močan. Zaradi tega je vodilni valj iz silicijevega nitrida idealen za aplikacije, kjer je teža ključni dejavnik, ne da bi pri tem ogrozili vzdržljivost. Visoka ocena trdote HRA 92~94 zagotavlja, da so valji neverjetno odporni na obrabo in abrazijo, zaradi česar so primerni za okolja, ki so izpostavljena nenehnemu trenju in pritisku.

Zlomna žilavost, ocenjena med 6 in 8 MPa·m1/2, dokazuje sposobnost materiala, da prenese znatne mehanske obremenitve brez razpok. Poleg tega upogibna trdnost ≥ 900 MPa zagotavlja, da lahko ti valji ohranijo svojo strukturno celovitost tudi pod znatnimi obremenitvami, kar dodatno poudarja njihovo robustnost.

Vrhunske toplotne lastnosti

Toplotno upravljanje je kritičen vidik številnih industrijskih aplikacij in vodilni valji iz silicijevega nitrida so na tem področju odlični. Vodilni valj iz silicijevega nitrida, ki lahko deluje pri temperaturah do 1300 ~ 1600 °C, je zelo primeren za okolja z visoko temperaturo. Njihova odlična odpornost na toplotne udarce, za katero so značilni visoki parametri toplotne obremenitve, zagotavlja, da lahko vodilni valj iz silicijevega nitrida prenese hitra temperaturna nihanja brez poškodb.

Poleg tega so ti valji zaradi nizke toplotne prevodnosti 23-25 ​​W/(m·K) sposobni izolirati toploto in tako zaščititi druge komponente sistema pred toplotnimi obremenitvami. Ta funkcija je še posebej ugodna v panogah, kot sta obdelava kovin in proizvodnja polprevodnikov, kjer je natančna toplotna kontrola najpomembnejša.

Kemična odpornost in vzdržljivost

Vodilni valji iz silicijevega nitrida izkazujejo izjemno kemično stabilnost. Odporni so na reakcijo z večino anorganskih kislin, pri čemer je fluorovodikova kislina pomembna izjema. Ta kemična inertnost podaljša njihovo življenjsko dobo tudi v težkih kemičnih okoljih, zaradi česar je vodilni valj iz silicijevega nitrida primeren za uporabo v sektorjih, kot so kemična predelava, farmacevtski izdelki in proizvodnja hrane.

Vrste keramike iz silicijevega nitrida

Semicorex ponuja dve primarni vrsti keramike iz silicijevega nitrida za svoje vodilne valje: plinsko sintran silicijev nitrid (GPSN) in vroče stiskani silicijev nitrid (HPSN). Vsaka vrsta je zasnovana tako, da zagotavlja posebne prednosti glede na zahteve aplikacije.

Sintran silicijev nitrid (GPSN):Metoda GPSN vključuje mešanje silicijevega nitrida v prahu s sredstvi za sintranje za spodbujanje sintranja v tekoči fazi, skupaj z vezivi za povečanje mehanske trdnosti zelenega keramičnega telesa. Prah se nato stisne v želeno obliko in lahko pride do zelene strojne obdelave. Zgoščenke se postavijo v peč z dušikovo atmosfero pod pritiskom, ki pomaga pri zgoščevanju in preprečuje izhlapevanje ali razgradnjo silicija, dušika in dodatkov. Rezultat tega postopka je zelo gost in enakomerno strukturiran material, ki nudi vrhunsko zmogljivost pri zahtevnih aplikacijah.

Vroče stiskan silicijev nitrid (HPSN):HPSN se proizvaja z enoosnim stiskanjem prahu silicijevega nitrida (z dodatki za sintranje) ob hkratnem dovajanju toplote. Ta postopek zahteva posebno stiskalnico in matrico, kar ima za posledico silicijev nitrid z odličnimi mehanskimi lastnostmi. Vendar pa je s to metodo mogoče izdelati le preproste oblike. Ker je vroče stisnjene komponente nemogoče obdelati v ekološkem okolju, je diamantno brušenje edini način za ustvarjanje kompleksnih geometrij. Zaradi visokih stroškov in izzivov, povezanih z diamantnim brušenjem in vročim stiskanjem, je uporaba HPSN običajno omejena na proizvodnjo preprostih komponent v majhnih količinah.

SEM-SE slike keramike Si3N4 pri povečavah 5000 × in b 30.000 × , c porazdelitev velikosti por in d XRD vzorec vzorca Si3N4