Szilícium-nitrid vezetőgörgő

Kivételes mechanikai tulajdonságok

A szilícium-nitrid vezetőgörgő egyik kiemelkedő tulajdonsága a kivételes mechanikai tulajdonságai. Nagyon alacsony, 3,2–3,25 g/cm³ sűrűséggel büszkélkedhet, ez az anyag könnyű és rendkívül erős. Emiatt a szilícium-nitrid vezetőgörgő ideális olyan alkalmazásokhoz, ahol a súly kritikus tényező a tartósság veszélyeztetése nélkül. A HRA 92-94 magas keménységi besorolása biztosítja, hogy a görgők hihetetlenül ellenállóak a kopással és a kopással szemben, így alkalmasak a folyamatos súrlódásnak és nyomásnak kitett környezetekhez.

A 6 és 8 MPa·m1/2 közötti névleges törési szilárdság azt mutatja, hogy az anyag képes jelentős mechanikai igénybevételt elviselni repedés nélkül. Ezenkívül a ≥ 900 MPa hajlítószilárdság biztosítja, hogy ezek a görgők még jelentős terhelések mellett is megőrizzék szerkezeti integritásukat, tovább emelve robusztusságukat.

Kiváló termikus jellemzők

A hőkezelés számos ipari alkalmazás kritikus szempontja, és a szilícium-nitrid vezetőgörgők kiemelkedőek ezen a területen. Az akár 1300-1600°C hőmérsékleten is működő szilícium-nitrid vezetőgörgő kiválóan alkalmas magas hőmérsékletű környezetekhez. Kiváló hősokkállóságuk, amelyet magas hőterhelési paraméterek jellemeznek, biztosítja, hogy a szilícium-nitrid vezetőgörgő károsodás nélkül ellenálljon a gyors hőmérséklet-ingadozásoknak.

Ezenkívül az alacsony, 23-25 ​​W/(m·K) hővezető képességnek köszönhetően ezek a hengerek jártasak a hőszigetelésben, ezáltal megvédik a rendszer többi elemét a hőterheléstől. Ez a tulajdonság különösen előnyös az olyan iparágakban, mint a fémfeldolgozás és a félvezetőgyártás, ahol a precíz hőszabályozás a legfontosabb.

Vegyi ellenállás és tartósság

A szilícium-nitrid vezetőgörgők figyelemre méltó kémiai stabilitást mutatnak. Ellenállnak a legtöbb szervetlen savval való reakciónak, a hidrogén-fluorid kivételt jelent. Ez a kémiai tehetetlenség még kemény kémiai környezetben is meghosszabbítja élettartamukat, így a szilícium-nitrid vezetőgörgő alkalmas olyan ágazatokban, mint a vegyipar, a gyógyszeripar és az élelmiszergyártás.

A szilícium-nitrid kerámiák típusai

A Semicorex két elsődleges típusú szilícium-nitrid kerámiát kínál vezetőgörgőihez: a gáznyomású szinterezett szilícium-nitridet (GPSN) és a melegen sajtolt szilícium-nitridet (HPSN). Mindegyik típust úgy tervezték meg, hogy az alkalmazás követelményei alapján meghatározott előnyöket biztosítson.

Gáznyomású szinterezett szilícium-nitrid (GPSN):A GPSN módszer magában foglalja a szilícium-nitrid por összekeverését szinterezési segédanyagokkal a folyékony fázisú szinterezés elősegítése érdekében, valamint kötőanyagokkal a zöld kerámiatest mechanikai szilárdságának növelése érdekében. Ezután a port a kívánt formára préselik, és megtörténhet a zöld megmunkálás. A tömörítéseket nyomás alatti nitrogénatmoszférájú kemencébe helyezik, hogy elősegítsék a tömörítést, és megakadályozzák a szilícium, a nitrogén és az adalékanyagok elpárolgását vagy lebomlását. Ez az eljárás rendkívül sűrű és egyenletes szerkezetű anyagot eredményez, amely kiváló teljesítményt nyújt az igényes alkalmazásokban.

Melegen sajtolt szilícium-nitrid (HPSN):A HPSN-t szilícium-nitrid por egytengelyű sajtolásával (szinterelő adalékokkal) állítják elő, miközben egyidejűleg hőt alkalmaznak. Ehhez az eljáráshoz speciális prés és matrica szükséges, ami kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkező szilícium-nitridet eredményez. Ezzel a módszerrel azonban csak egyszerű alakzatokat lehet előállítani. Mivel a melegen sajtolt alkatrészt nem lehet zölden megmunkálni, a gyémántcsiszolás az egyetlen mód összetett geometriák létrehozására. A gyémántcsiszolással és melegsajtolással járó magas költségek és kihívások miatt a HPSN alkalmazása jellemzően egyszerű alkatrészek kis mennyiségben történő előállítására korlátozódik.

SEM-SE képek Si3N4 kerámiáról 5000×  és b 30 000×  nagyítással, c pórusméret eloszlással és a Si3N4 minta d XRD mintázatával