Silicio nitrido kreipiamasis volelis

Išskirtinės mechaninės savybės

Vienas iš išskirtinių silicio nitrido kreipiamojo volo savybių yra išskirtinės mechaninės savybės. Ši medžiaga pasižymi labai mažu 3,2–3,25 g/cm³ tankiu ir yra lengvas ir nepaprastai tvirtas. Dėl to silicio nitrido kreipiamasis volelis idealiai tinka naudoti, kai svoris yra kritinis veiksnys, nepakenkiant ilgaamžiškumui. Aukštas HRA 92–94 kietumo įvertinimas užtikrina, kad volai yra neįtikėtinai atsparūs dilimui ir trinčiai, todėl jie tinka aplinkoje, kurioje nuolatinė trintis ir slėgis.

Atsparumas plyšimui, įvertintas nuo 6 iki 8 MPa·m1/2, rodo medžiagos gebėjimą atlaikyti didelį mechaninį įtempimą be įtrūkimų. Be to, ≥ 900 MPa lenkimo stipris užtikrina, kad šie ritinėliai gali išlaikyti savo konstrukcinį vientisumą net esant didelėms apkrovoms, o tai dar labiau pabrėžia jų tvirtumą.

Aukščiausios šiluminės charakteristikos

Šiluminis valdymas yra svarbus daugelio pramoninių pritaikymų aspektas, o silicio nitrido kreipiamieji volai puikiai tinka šioje srityje. Silicio nitrido kreipiamasis volelis, galintis veikti net 1300–1600 °C temperatūroje, puikiai tinka aukštos temperatūros aplinkoje. Jų puikus atsparumas šiluminiam smūgiui, pasižymintis dideliais šiluminio įtempio parametrais, užtikrina, kad silicio nitrido kreipiamasis volelis gali atlaikyti greitus temperatūros svyravimus nepatirdamas žalos.

Be to, dėl mažo 23–25 W/(m·K) šilumos laidumo šie ritinėliai puikiai izoliuoja šilumą ir taip apsaugo kitus sistemos komponentus nuo šiluminio įtempimo. Ši savybė ypač naudinga tokiose pramonės šakose kaip metalo apdirbimas ir puslaidininkių gamyba, kur svarbiausia yra tiksli šiluminė kontrolė.

Cheminis atsparumas ir ilgaamžiškumas

Silicio nitrido kreipiamieji voleliai pasižymi puikiu cheminiu stabilumu. Jie yra atsparūs reakcijai su daugeliu neorganinių rūgščių, o vandenilio fluorido rūgštis yra išskirtinė išimtis. Dėl šio cheminio inertiškumo pailgėja jų tarnavimo laikas net ir atšiaurioje cheminėje aplinkoje, todėl silicio nitrido kreipiamasis volelis tinkamas naudoti tokiuose sektoriuose kaip chemijos perdirbimas, farmacija ir maisto gamyba.

Silicio nitrido keramikos rūšys

„Semicorex“ siūlo dviejų pagrindinių tipų silicio nitrido keramiką savo kreipiamiesiems volams: dujų slėgiu sukepinto silicio nitrido (GPSN) ir karšto spaudimo silicio nitrido (HPSN). Kiekvienas tipas yra sukurtas tam, kad būtų suteikta konkrečių privalumų, atsižvelgiant į taikymo reikalavimus.

Dujų slėgio sukepintas silicio nitridas (GPSN):GPSN metodas apima silicio nitrido miltelių sumaišymą su sukepinimo priemonėmis, skatinančiomis skystosios fazės sukepinimą, kartu su rišikliais, kad padidintų žalios keramikos korpuso mechaninį stiprumą. Tada milteliai presuojami į norimą formą ir gali vykti žalias apdirbimas. Kompaktai dedami į krosnį, kurioje yra suslėgta azoto atmosfera, kad būtų lengviau tankinti ir išvengti silicio, azoto ir priedų išgaravimo ar skilimo. Dėl šio proceso gaunama labai tanki ir vienodos struktūros medžiaga, užtikrinanti puikų našumą sudėtingose ​​srityse.

Karštai spaustas silicio nitridas (HPSN):HPSN gaminamas vienaašiai spaudžiant silicio nitrido miltelius (su sukepinimo priedais), tuo pat metu naudojant šilumą. Šiam procesui reikalingas specializuotas presas ir štampas, todėl gaunamas puikių mechaninių savybių silicio nitridas. Tačiau šiuo metodu galima sukurti tik paprastas formas. Kadangi karštai presuoto komponento neįmanoma apdirbti žaliai, deimantinis šlifavimas yra vienintelis būdas sukurti sudėtingas geometrijas. Dėl didelių sąnaudų ir iššūkių, susijusių su deimantiniu šlifavimu ir karštuoju presavimu, HPSN paprastai naudojamas tik paprastų komponentų gamyba nedideliais kiekiais.

Si3N4 keramikos SEM-SE vaizdai, esant 5000 ×   ir b 30 000 ×   padidinimui, c porų dydžio pasiskirstymas ir Si3N4 mėginio d XRD modelis