Rolka prowadząca z azotku krzemu

Wyjątkowe właściwości mechaniczne

Jedną z wyróżniających się cech rolki prowadzącej z azotku krzemu są jej wyjątkowe właściwości mechaniczne. Materiał ten charakteryzuje się bardzo niską gęstością wynoszącą 3,2 ~ 3,25 g/cm3 i jest zarówno lekki, jak i niezwykle wytrzymały. To sprawia, że ​​rolka prowadząca z azotku krzemu jest idealna do zastosowań, w których waga jest krytycznym czynnikiem bez uszczerbku dla trwałości. Wysoka twardość HRA 92~94 zapewnia, że ​​rolki są niezwykle odporne na zużycie i ścieranie, dzięki czemu nadają się do stosowania w środowiskach narażonych na ciągłe tarcie i nacisk.

Odporność na pękanie, oceniana w przedziale od 6 do 8 MPa·m1/2, pokazuje zdolność materiału do wytrzymywania znacznych naprężeń mechanicznych bez pękania. Co więcej, wytrzymałość na zginanie ≥ 900 MPa zapewnia, że ​​rolki te mogą zachować integralność strukturalną nawet przy znacznych obciążeniach, co dodatkowo podkreśla ich wytrzymałość.

Doskonałe właściwości termiczne

Zarządzanie temperaturą jest krytycznym aspektem wielu zastosowań przemysłowych, a rolki prowadzące z azotku krzemu przodują w tej dziedzinie. Rolka prowadząca z azotku krzemu, zdolna do pracy w temperaturach sięgających 1300 ~ 1600°C, doskonale nadaje się do środowisk o wysokiej temperaturze. Ich doskonała odporność na szok termiczny, charakteryzująca się wysokimi parametrami naprężeń termicznych, sprawia, że ​​rolka prowadząca z azotku krzemu jest w stanie wytrzymać szybkie wahania temperatury bez powodowania uszkodzeń.

Dodatkowo niska przewodność cieplna wynosząca 23-25 ​​W/(m·K) sprawia, że ​​rolki te doskonale izolują ciepło, chroniąc w ten sposób inne elementy systemu przed naprężeniami termicznymi. Ta cecha jest szczególnie korzystna w branżach takich jak obróbka metali i produkcja półprzewodników, gdzie najważniejsza jest precyzyjna kontrola termiczna.

Odporność chemiczna i trwałość

Rolki prowadzące z azotku krzemu wykazują niezwykłą stabilność chemiczną. Są odporne na reakcję z większością kwasów nieorganicznych, a kwas fluorowodorowy jest godnym uwagi wyjątkiem. Ta obojętność chemiczna wydłuża ich żywotność nawet w trudnych warunkach chemicznych, dzięki czemu rolka prowadząca z azotku krzemu nadaje się do stosowania w takich sektorach, jak przetwórstwo chemiczne, farmaceutyka i produkcja żywności.

Rodzaje ceramiki z azotku krzemu

Semicorex oferuje dwa podstawowe typy ceramiki z azotku krzemu do rolek prowadzących: azotek krzemu spiekany pod ciśnieniem gazu (GPSN) i azotek krzemu tłoczony na gorąco (HPSN). Każdy typ został zaprojektowany tak, aby zapewnić określone korzyści w oparciu o wymagania aplikacji.

Spiekany azotek krzemu pod ciśnieniem gazu (GPSN):Metoda GPSN polega na mieszaniu proszku azotku krzemu ze środkami ułatwiającymi spiekanie w celu wspomagania spiekania w fazie ciekłej, wraz ze spoiwami w celu zwiększenia wytrzymałości mechanicznej surowej bryły ceramicznej. Następnie proszek jest prasowany w pożądany kształt i może nastąpić obróbka ekologiczna. Wypraski umieszcza się w piecu z atmosferą azotu pod ciśnieniem, aby wspomóc zagęszczenie i zapobiec odparowaniu lub rozkładowi krzemu, azotu i dodatków. W wyniku tego procesu powstaje materiał o dużej gęstości i jednorodnej strukturze, oferujący doskonałą wydajność w wymagających zastosowaniach.

Tłoczony na gorąco azotek krzemu (HPSN):HPSN wytwarza się poprzez jednoosiowe prasowanie proszku azotku krzemu (z dodatkami spiekalnymi) przy jednoczesnym działaniu ciepła. Proces ten wymaga specjalistycznej prasy i matrycy, w wyniku czego azotek krzemu ma doskonałe właściwości mechaniczne. Jednakże tą metodą można wytwarzać jedynie proste kształty. Ponieważ niemożliwa jest ekologiczna obróbka elementu prasowanego na gorąco, jedynym sposobem na uzyskanie skomplikowanych geometrii jest szlifowanie diamentowe. Ze względu na wysokie koszty i wyzwania związane ze szlifowaniem diamentów i prasowaniem na gorąco, zastosowanie HPSN ogranicza się zazwyczaj do produkcji prostych komponentów w małych ilościach.

Obrazy SEM-SE ceramiki Si3N4 przy powiększeniach 5000 ×  i b 30 000 × , c rozkład wielkości porów i wzór XRD d próbki Si3N4