Vodiaci valček z nitridu kremíka

Výnimočné mechanické vlastnosti

Jedným z výnimočných atribútov vodiaceho valčeka z nitridu kremíka sú jeho výnimočné mechanické vlastnosti. Tento materiál sa môže pochváliť veľmi nízkou hustotou 3,2 ~ 3,25 g/cm³ a ​​je ľahký a nesmierne pevný. Vďaka tomu je vodiaci valček z nitridu kremíka ideálny pre aplikácie, kde je hmotnosť kritickým faktorom bez kompromisov v oblasti životnosti. Vysoká tvrdosť HRA 92~94 zaisťuje, že valčeky sú neuveriteľne odolné voči opotrebovaniu a oderu, vďaka čomu sú vhodné do prostredia vystaveného nepretržitému treniu a tlaku.

Lomová húževnatosť, hodnotená medzi 6 až 8 MPa·m1/2, demonštruje schopnosť materiálu vydržať značné mechanické namáhanie bez praskania. Okrem toho pevnosť v ohybe ≥ 900 MPa zaisťuje, že tieto valce si dokážu zachovať svoju štrukturálnu integritu aj pri značnom zaťažení, čo ešte viac zdôrazňuje ich robustnosť.

Špičkové tepelné vlastnosti

Tepelný manažment je kritickým aspektom mnohých priemyselných aplikácií a vodiace valčeky z nitridu kremíka v tejto oblasti vynikajú. Vodiaci valec z nitridu kremíka, ktorý je schopný pracovať pri teplotách až 1300 ~ 1600 °C, je vhodný do prostredia s vysokou teplotou. Ich vynikajúca odolnosť voči teplotným šokom, vyznačujúca sa vysokými parametrami tepelného namáhania, zaisťuje, že vodiaci valček z nitridu kremíka odolá rýchlym teplotným výkyvom bez toho, aby došlo k poškodeniu.

Nízka tepelná vodivosť 23-25 ​​W/(m·K) navyše robí tieto valce zdatnými v tepelnej izolácii, čím chránia ostatné komponenty systému pred tepelným namáhaním. Táto funkcia je obzvlášť výhodná v odvetviach, ako je spracovanie kovov a výroba polovodičov, kde je presná tepelná kontrola prvoradá.

Chemická odolnosť a trvanlivosť

Vodiace valčeky z nitridu kremíka vykazujú pozoruhodnú chemickú stabilitu. Sú odolné voči reakcii s väčšinou anorganických kyselín, pričom výraznou výnimkou je kyselina fluorovodíková. Táto chemická inertnosť predlžuje ich životnosť aj v drsnom chemickom prostredí, vďaka čomu je vodiaci valček z nitridu kremíka vhodný na použitie v odvetviach, ako je chemické spracovanie, farmaceutický priemysel a výroba potravín.

Typy keramiky z nitridu kremíka

Semicorex ponúka dva primárne typy keramiky z nitridu kremíka pre svoje vodiace valčeky: nitrid kremíka sintrovaný v plynnom tlaku (GPSN) a nitrid kremíka lisovaný za tepla (HPSN). Každý typ je navrhnutý tak, aby poskytoval špecifické výhody na základe požiadaviek aplikácie.

Sintrovaný nitrid kremíka pod tlakom plynu (GPSN):Metóda GPSN zahŕňa zmiešanie prášku nitridu kremíka s pomocnými prostriedkami na spekanie na podporu spekania v kvapalnej fáze, spolu so spojivami na zvýšenie mechanickej pevnosti surového keramického telesa. Prášok sa potom stlačí do požadovaného tvaru a môže sa uskutočniť zelené opracovanie. Výlisky sa umiestnia do pece s atmosférou stlačeného dusíka, aby sa napomohlo zahusťovaniu a zabránilo sa vyparovaniu alebo rozkladu kremíka, dusíka a prísad. Výsledkom tohto procesu je vysoko hustý a rovnomerne štruktúrovaný materiál, ktorý ponúka vynikajúci výkon v náročných aplikáciách.

Nitrid kremíka lisovaný za tepla (HPSN):HPSN sa vyrába jednoosovým lisovaním prášku nitridu kremíka (so spekacími prísadami) pri súčasnom pôsobení tepla. Tento proces vyžaduje špecializovaný lis a matricu, výsledkom čoho je nitrid kremíka s vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami. Touto metódou sa však dajú vyrobiť len jednoduché tvary. Keďže nie je možné ekologicky opracovať komponent lisovaný za tepla, brúsenie diamantom je jediný spôsob, ako vytvoriť zložité geometrie. Vzhľadom na vysoké náklady a výzvy spojené s diamantovým brúsením a lisovaním za tepla je použitie HPSN zvyčajne obmedzené na výrobu jednoduchých komponentov v malých množstvách.

SEM-SE snímky keramiky Si3N4 pri zväčšení 5000 ×  a b 30 000 × , distribúcia veľkosti pórov c a d XRD vzor vzorky Si3N4