Нитрид кремния, высокоэффективная керамика под названием Si 3 N 4, относится к группе неоксидных керамик, которые характеризуются исключительными технологическими свойствами. Как относительно молодой материал, он был доведен до промышленной зрелости только во второй половине прошлого века. В то время речь шла о поиске альтернативы металлическим материалам в турбинах и двигателях внутреннего сгорания для определенных компонентов, подвергающихся высоким механическим и тепловым нагрузкам, чтобы иметь возможность достигать более высоких рабочих температур и, следовательно, более высокой эффективности. Из-за высоких требований к обработке, от производства порошкообразного сырья до формования и спекания и связанных с этим высоких затрат, материал до сих пор использовался в основном для специальных применений.
Свойства и применение
Нитрид кремния имеет низкую плотность от 3,2 до 3,3 г / см³ и, следовательно, почти такой же легкий, как алюминий из легких металлов с 2,7 г / см³, прочность на изгиб составляет до 1000 МПа. Si 3 N 4 также характеризуется высокой износостойкостью и обладает лучшими высокотемпературными свойствами, чем большинство металлов, которые также включают высокую термостойкость и сопротивление ползучести. Другими особенностями являются низкий коэффициент теплового расширения и, следовательно, очень хорошая устойчивость к изменениям температуры (устойчивость к тепловому удару), а также высокая вязкость разрушения (7 МПа м 1/2). Заготовки из Si 3 N 4поэтому нечувствительны к ударам и ударам. Эти компоненты могут выдерживать рабочие температуры до 1300 ° C, устойчивы к коррозийным воздействиям и химическим веществам, таким как сильные кислоты и щелочи, а также некоторым расплавленным металлам, таким как алюминий.
Картинная галерея
Благодаря всем этим свойствам нитрид кремния идеально подходит для компонентов, которые имеют высокую механическую прочность - даже при резких нагрузках - и которые должны выдерживать высокие рабочие температуры, агрессивные среды и износостойкие нагрузки. Примеры применения включают компоненты для двигателей внутреннего сгорания, двигателей и других энергетических и химических инженерных систем, уплотнения и подшипники всех видов с высокой нагрузкой, насосные колеса для агрессивных сред, направляющие для непрерывных товаров, таких как проволока, волокна и нити, а также режущие и режущие инструменты для материалов, которые трудно обрабатывать. В этом случае примечательно, что процессы можно проводить без охлаждения смазки и на максимальной скорости. Другими примерами применения являются инструменты для обработки металлов давлением и технологии литейного производства,которые имеют гораздо более длительный срок службы, чем стальные компоненты.
Технологические ноу-хау востребованы
Специалист по керамике Sembach имеет многолетний опыт в проектировании, обработке и изготовлении деталей из высокопрочной керамики. Благодаря современному производственному оборудованию Sembach может экономично изготавливать опытные образцы, а также крупногабаритные детали из спеченного нитрида кремния (SSN), используя литье под давлением, сухое прессование и механическую обработку с помощью 5-осевого фрезерного станка. (Qui)