Предимства на топката от силициев нитрид

Топките от силициев нитрид са по-леки от стоманените и могат значително да намалят центробежната сила и триенето при търкаляне, особено при по-високи скорости. Освен това тяхната устойчивост на корозия позволява използването им дори в тежки условия.

Този материал е идеален за приложения с високи нива на динамично натоварване, термична строгост и строги изисквания за надеждност, като например генератори на вятърни турбини. Той предлага идеалния баланс между механична якост и електрическа изолация, която предотвратява образуването на електрическа дъга.

Леко тегло

Силициевият нитрид е една от най-леките и термично стабилни технически керамики, която благодарение на уникалния си набор от материални свойства предлага по-добри характеристики от конвенционалните стоманени сплави.

Изключителната комбинация от устойчивост на износване, якост на счупване, твърдост, химическа и топлинна устойчивост на силициевия нитрид позволява използването му в компоненти на двигатели с висока производителност. Тъй като е лек, но здрав и същевременно химически инертен, той намалява натоварването на двигателя за по-висока горивна ефективност и намалени емисии.

Керамичните лагери са специално проектирани да издържат на екстремни скорости, температури и вакуумни среди, без да се нуждаят от смазочни материали за работа - идеално решение в среди, в които причиняващите корозия ефекти иначе биха били проблематични. Те се предлагат за изключително високи скорости, както и за екстремни температурни диапазони. Те дори работят изцяло без смазочни материали, ако корозионните ефекти на смазочните материали биха се оказали нежелателни.

Топчетата от силициев нитрид се отличават със способността си за самосмазване, което спомага за елиминиране на замърсяването и неудобствата, причинени от добавянето на допълнителна смазочна среда, което ги прави подходящи за високотемпературни и вакуумни среди. Освен това материалите им могат да се похвалят с отлична механична якост, разрушителна издръжливост, ниска топлопроводимост, както и с топлопроводимост, която надхвърля промишлените норми.

Усъвършенстваната производствена технология, използвана за производството на този материал, води до получаването на монолитна керамика с непореста структура, която е по-здрава и издръжлива от композитите, състоящи се от множество материали. Благодарение на тези свойства тази керамика е отличен избор за използване в тежки химически среди, като нефтената и газовата промишленост.

Керамичният материал е немагнитен, изолиращ и непроводим на електричество, което го прави идеален избор на материал за лагери, уплътнения и други компоненти, при които магнитните смущения могат да създадат проблеми.

Комбинацията от предимства на силициевия нитрид го прави ясен избор за приложения в хиперзвуковите технологии. Превъзходната му якост и устойчивост на разрушаване го превръщат в основен компонент в двигателите, авиониката и структурните елементи, които са от съществено значение за тази развиваща се научна област.

Висока якост

Силициевият нитрид (Si3N4) е керамичен материал, който може да бъде пресован горещо изостатично в напълно плътни сферични форми за използване в хибридни сачмени лагери, осигурявайки десетилетия на експлоатация като индустриален стандарт. Керамичните сачмени лагери от Si3N4 отдавна се считат за подходящи за високоскоростни и ударни приложения, изискващи твърдост и износоустойчивост в тежки условия, тъй като се отличават с отлична химическа и корозионна устойчивост, като същевременно предлагат умерена топлопроводимост и нисък коефициент на разширение, което значително намалява разходите за охлаждане.

Силициевият нитрид е отличен избор на материал за лагери поради ниското си тегло. Това намалява центробежната сила и триенето, което позволява по-високи скорости с намалено триене за намаляване на енергийните загуби и повишаване на ефективността на работа. Освен това непорьозната повърхност на силициевия нитрид предотвратява замърсяването с масло, което удължава живота му като продължение на лагерите или други компоненти.

Благодарение на високата си якост керамичните топки могат да издържат на изключително високи натоварвания. Тестовете за умора при търкаляне (RCF) показаха, че Si3N4 превъзхожда конвенционалните лагерни стомани, когато е изложен на подобни натоварвания, благодарение на по-добрите си свойства за якост на разрушаване, модул и устойчивост на износване.

Керамиката от силициев нитрид се отличава с отлична устойчивост на корозия и термична издръжливост, което я прави подходяща за индустриални приложения, изискващи по-дълъг живот. Основната употреба на този материал е в приложенията за заваряване, изискващи центриращи и фиксиращи елементи в зоната на заваряване, като например газови дюзи MIG/MAG или заваръчни ролки; освен това той показва голяма устойчивост на окисление и корозия в течни стопилки на цветни метали, както и устойчивост на различни киселини.

Si3N4 се отличава сред аерокосмическите приложения с уникалната си комбинация от свойства, която го прави подходящ за високи динамични натоварвания, термична строгост и изисквания за надеждност. Например, неговата термична устойчивост му позволява да издържа на високотемпературни среди като тези, които се срещат в радиусите и радиочестотните прозорци; освен това неговата механична здравина доведе до нарастващ интерес от страна на потребителите, които търсят решения за замяна, изработени от Si3N4. Интересното е, че тези свойства му позволяват да издържа на високи скорости, силни центробежни сили и високи температури, без да губи формата или целостта си - идеални характеристики за използване в тези приложения.

Устойчив на корозия

Силициевият нитрид е изключително устойчив материал в сравнение със стоманата. Това се дължи на образуването на оксиден слой върху повърхността му, който осигурява защита от вода, натриеви йони и киселини и основи. Освен това изключителната твърдост на силициевия нитрид му позволява да устоява на повреди, причинени от удари и високи температури - качества, които го правят популярен като материал за покритие на микроелектронни компоненти, като например опаковки на чипове или защитни слоеве между поликристални слоеве на аналогови чипове. Освен това, кантилерите - сензорни елементи, използвани от атомно-силовите микроскопи - също са широко приети използвани материали.

Леката природа на силициевия нитрид го прави олекотена алтернатива на стоманените лагерни материали, като намалява центробежната сила по време на въртене, което позволява по-високи скорости. Освен това отличните му изолационни свойства спомагат за предпазване от електролитна корозия - което прави силициевия нитрид отличен избор за хибридни лагерни възли в електрически превозни средства.

Силициевият нитрид предлага висока механична якост и устойчивост на износване, както и самосмазващи свойства, които удължават живота на инструментите в процесите на металообработка. Формовъчните ролки, изработени от силициев нитрид, имат два пъти по-дълъг удължен експлоатационен живот от стоманените или карбидните метални аналози, което спомага за значително намаляване на разходите за производство и поддръжка.

Силициевият нитрид се откроява като изключителен индустриален материал, тъй като за разлика от стоманата, която губи твърдостта си, щом температурата надвиши 120 градуса по Целзий, твърдостта на силициевия нитрид остава постоянна до 1050 градуса по Целзий - това го прави идеален за приложения, свързани с горещи работни условия, като например в космическото инженерство.

Самостоятелно смазване

Топчетата от силициев нитрид са прецизна керамика, изпечена при висока температура в безкислородна атмосфера, известна със своята твърдост, ниска плътност, устойчивост на износване и корозия, както и с това, че работят без нужда от допълнително смазване - свойство, което ги прави привлекателен заместител на гумените топчета в много приложения. Керамичните топчета от силициев нитрид се отличават със значително по-високи нива на здравина и еластичност в сравнение с гумените си аналози, което означава, че могат да издържат на по-големи натоварвания при по-високи скорости, без да губят еластичност с течение на времето.

Свойствата на триене на силициевия нитрид са тясно свързани с грапавостта на повърхността на контактните повърхности. Когато две керамични повърхности от силициев нитрид влязат в контакт, само шепа грапави върхове влизат в контакт и поемат по-голямата част от натоварването; грапавостта на повърхността на триене варира в зависимост от грапавостта на контактната повърхност; дори има идеално ниво за грапавост на повърхността на триене, под което силициевият нитрид може да се самосмазва!

Силициевият нитрид създава тънък филм от силициев диоксид върху контактните повърхности, когато керамичните топчета се трият с други обекти, което намалява съпротивлението на триене и позволява на тези самосмазващи се топчета да функционират ефективно в различни среди, включително при високи температури и скорости.

Керамиката от силициев нитрид се превръща във все по-популярна алтернатива на каучука в автомобилните приложения. Приложенията варират от части на двигателя и допълнителни устройства, като турбокомпресори за намаляване на инерцията, нажежаеми свещи за по-бързо стартиране и клапани за контрол на отработените газове за намаляване на емисиите - до клапани за контрол на отработените газове за намаляване на емисиите от отработените газове. Необходимостта на производителите на автомобили да спазват екологичните норми допълнително допринесе за увеличената им употреба.

Керамиката от силициев нитрид се отличава с отлична химическа и високотемпературна устойчивост, както и със самосмазващи свойства, което я прави подходяща за космическата техника. Освен това немагнитният им характер и ниският им коефициент на термично разширение ги превръщат в идеалния избор на материал за различни приложения, като например лагери в морска среда. Керамиката от силициев нитрид също така притежава ниска магнитна възприемчивост и в нея няма магнитни полета, което я прави и немагнитна. Керамиката от силициев нитрид също така показва отлични немагнитни характеристики както по отношение на магнитните сили, така и по отношение на коефициента на термично разширение - идеални характеристики, когато се използват в приложенията на космическата техника, тъй като те също остават немагнитни. Освен това тяхната немагнитност ги прави идеален избор на материал в приложения като космическото инженерство, докато немагнитността им позволява нисък коефициент на разширение, което позволява използването им в тези области, докато ниският им коефициент на термично разширение ги прави подходящи и за много други области като приложенията в космическото инженерство. Те проявяват изключителна немагнетичност при работа при високи температури, като същевременно не са подложени на киселинна/алкална корозия, което ги прави подходящ избор на материали за лагери, подходящи за лагерни приложения в морски среди, където често се среща киселинна/алкална корозия, като например в морски среди, изискващи морски лагерни приложения, където корозията от киселинна/алкална корозия.причиняващи лагерни приложения поради това, че са устойчиви на корозия, причинена от киселини/алкали, е друго предимство на това, че са идеален избор на подходящ материал за лагер в сравнение с традиционните керамични аналози, когато се разглеждат лагерни приложения при работа в условия на налягане, което позволява по-дълга работа при работа под налягане при работа във вакуум или при високи температури при работа във вакуум или при работа при високи температури, за разлика от корозията, причинена от киселини/алкали, което ги прави идеални кандидати, подходящи за използване в лагери, ако има киселини/алкали, ще се появят поради корозия, която може да се появи в среда, в която има корозия, която може да се появи по-лесно, например в морска среда, отколкото в среда с киселини/алкали.