Savremena keramika sa boljim mehaničkim, termičkim i hemijskim svojstvima neophodna je za današnju tehnologiju. U međuvremenu, sialonska i silicijum nitridna keramika je tvrda, otporna na habanje i termički stabilna. Kombinacija silicijum nitrida i aluminijum oksida daje sialonu žilavost na lom i otpornost na oksidaciju. Nisko termičko širenje i jaka termička provodljivost silicijum nitrida idealni su za primjenu na visokim temperaturama. Zrakoplovni, automobilski i elektronski sektori koriste takvu keramiku za bolje komponente motora, alate za rezanje i opremu za obradu poluprovodnika. Stoga, ona poboljšava performanse i izdržljivost u agresivnim okruženjima.
Silikonska keramika, aluminij, kisik i dušik čine sialonsku keramiku, sofisticirane materijale. Sialoni se izrađuju zamjenom atoma silicija i dušika u silicij nitridu (Si3N4) aluminijem i kisikom. To poboljšava žilavost i termičku stabilnost. Sialoni se mogu klasificirati kao alfa (α), beta (β) ili miješane faze. Alfa sialoni, jednofazni materijal s velikom tvrdoćom i otpornošću na oksidaciju na visokim temperaturama, koriste se u primjenama s teškim habanjem.
Beta sialoni su pogodni za alate za rezanje i komponente otporne na habanje zahvaljujući svojoj međusobno povezanoj strukturi zrna, žilavosti na lom i otpornosti na termalne udare. Sijaloni miješanih faza uravnotežuju tvrdoću i žilavost za primjene na visokim temperaturama, a istovremeno kombiniraju alfa i beta karakteristike.
Visokoperformansna silicijum nitridna keramika (Si3N4) je na bazi silicija i azota. Ova silicijum nitridna keramika je značajna zbog visoke čvrstoće, otpornosti na lom, termičke stabilnosti i otpornosti na oksidaciju. Silicijum nitrid se reakcijski veže, sinteruje ili toplo presuje. Nitriranjem silicijumskog praha se kompaktira u porozni, otporni reakcijski vezan silicijum nitrid (RBSN). Sinterovani silicijum nitrid (SSN) proizvodi gustu keramiku sa višim mehaničkim karakteristikama za komponente ležajeva i turbina, dok se sinteruju itrijum ili aluminijum oksid. Toplo presovani silicijum nitrid (HPSN) se proizvodi istovremenom primjenom toplote i pritiska. To je gusta keramika sa neobičnom mehaničkom čvrstoćom i toplotnom provodljivošću za visokoperformansne komponente motora i elektronske podloge.
Zelena tijela se zgušnjavaju u čvrstu strukturu tokom sinterovanja silicijum nitrida (Si3N4) keramike. Da bi se izbjegla raspadanje, sinterovanje bez pritiska može se odvijati u azotu na 1750°C-1850°C. Sinterovanje pod pritiskom gasa (GPD) povećava zgušnjavanje primjenom pritiska gasa azota do 10 MPa. Može sniziti temperature sinterovanja na 1700°C i dostići gustinu blizu teorijske. Vruće izostatičko presovanje (HIP) povećava mehaničke kvalitete kombinovanjem visokih temperatura (1600°C-1800°C) sa izostatičkim pritiskom gasa (100-200 MPa). Temperatura, pritisak i okolina sinterovanja moraju se regulisati radi boljeg rasta zrna, mehaničke čvrstoće i niže poroznosti.
Kod sinterovanja β′-sijalonske keramike postoje paralele sa silicijum nitridom, ali i varijacije. Iako se za oba koristi sinterovanje na visokim temperaturama, sialonima mogu biti potrebni Y2O3 i MgO za formiranje tečnih faza i povećanje gustine. Aditivi mogu smanjiti temperaturu sinterovanja na 1600°C-1750°C i generisati privremenu tečnu fazu. Ona rastvara i ponovo taloži zrna za rast homogene mikrostrukture. Proces sinterovanja rastvaranjem-difuzijom-ponovnim taloženjem utiče na veličinu i oblik zrna. Mikrostrukturna kontrola povećava žilavost na lom i otpornost na habanje. Kao rezultat toga, aditivi i postavke sinterovanja su ključni za visokoperformansnu sialonsku keramiku.
Opće primjene
Visoka tvrdoća, otpornost na habanje i temperaturna stabilnost čine sialon i silicijum nitridnu keramiku (Si3n4) idealnim za alate za rezanje i abrazive. Sialon keramika održava alate za rezanje oštrim pri visokim brzinama i temperaturama. Posljedično, minimizira učestalost zamjene alata. Silicijum nitrid promoviše produktivnost u obradi lijevanog željeza i tvrdog čelika velikom brzinom. Dijelovi automobilskih motora i turbopunjači trebaju ovu keramiku. Njeno nisko termičko širenje i snažna otpornost na termičke udare su izdržljivi u teškim uslovima. Visoka otpornost na habanje, nisko trenje i produženi vijek trajanja povećavaju troškove održavanja ležajeva i valjaka industrijske opreme.
S obzirom na njihovu otpornost na termalni šok i hemijske uticaje, sialon i silicijum nitridna keramika (Si3N4) mogu rukovati rastopljenim obojenim metalima. U nepovoljnim okolnostima, ovi materijali su otporni na lomljenje usljed naglih temperaturnih fluktuacija. Keramički termoelementi omogućavaju kontrolu procesa sa pouzdanim mjerenjima temperature. Cijevi za uspone i osovine rotora izrađene od sialona ili silicijum nitrida ograničavaju kontaminaciju i čuvaju rukovanje rastopljenim metalom. Njihova niska kvašivost rastopljenog metala i jaka mehanička čvrstoća smanjuju vrijeme livenja i povećavaju efikasnost.
Rastopljeni obojeni metali mogu se suočiti s temperaturama iznad 1000°C i reaktivnim metalima koji su vrlo korozivni. Takvi uvjeti ubrzavaju degradaciju grafita i aluminijevog oksida, što dovodi do čestih zamjena i veće nedostupnosti. Ovi uvjeti također zahtijevaju materijale koji podnose brze cikličke promjene temperature i teške hemijske reakcije. Novi materijali s većom termičkom stabilnošću, otpornošću na koroziju i mehaničkom čvrstoćom neophodni su za efikasnost i vijek trajanja komponenti.
Sektor rastaljenih obojenih metala ima koristi od sialonske i silicijum nitridne keramike. Sialonska keramika posebno ima snažnu otpornost na termičke udare, tvrdoću od 17,37 ± 0,48 GPa i hemijsku stabilnost u ekstremnim situacijama. Silicijum nitridna keramika je izdržljiva pod termičkim naprezanjem zahvaljujući niskim koeficijentima termičkog širenja ( 3,27×10(-6 ) ° C ) i dobrim svojstvima žilavosti na lom. Takva keramika stvara slojeve silicijum oksinitrida koji inhibiraju oksidaciju, za razliku od grafita, koji oksidira na visokim temperaturama. Zbog toga traje duže i zahtijeva manje njege od standardnih materijala.
Termoelementi od silicijum nitrida štite temperaturne senzore u kadama rastaljenog metala. Oni pružaju tačna očitavanja i vijek trajanja senzora. Osim toga, termička i mehanička otpornost sialon keramike pomaže u usponskim cijevima. Ključni su za livenje pod niskim pritiskom, zadržavajući performanse i oblik na visokim temperaturama, smanjujući greške u livenju i povećavajući efikasnost proizvodnje. Osovine rotora od silicijum nitrida u rafiniranju aluminija suočavaju se sa stalnim rastoljenim metalom i korozivnim fluksovima i otporne su na oksidaciju i habanje. Smanjuju troškove popravki i poboljšavaju pouzdanost procesa.
Noviji napredak u sinterovanju keramike na bazi sialona i silicijum nitrida poboljšava aditive i pomoćna sredstva za bolje karakteristike materijala. Oksidi rijetkih zemalja, uključujući itriju i iterbiju, potiču zgušnjavanje i ujednačenost mikrostrukture. Oni potiču razvoj faze na granicama zrna i smanjuju temperaturu sinterovanja radi veće žilavosti na lom i termičke stabilnosti. Poboljšanja u sinterovanju bez pritiska i sinterovanju iskrom plazme (SPS) pružaju preciznu kontrolu mikrostrukture. Naknadno, to može kulminirati ultra-finim veličinama zrna ispod 200 nm u keramici. Kraći periodi sinterovanja smanjuju stvaranje zrna i povećavaju tvrdoću i otpornost na habanje.
Silicijumska i silicijum nitridna keramika (si3n4) ulaze u biomedicinsku i elektroniku. Biokompatibilnost i antibakterijska svojstva silicijum nitrida čine ga boljim biomedicinskim implantatom za spinalnu fuziju i zubne implantate. Zbog visoke toplotne provodljivosti (do 85 W/m•K ) i električne izolacije, takva keramika se koristi za visokofrekventne, visokotemperaturne komponente u elektronici. Njihova otpornost na toplotni udar i mehaničko habanje jača budućnost i performanse komponenti u visokoefikasnim lopaticama turbina i supstratima solarnih ćelija, što industrija obnovljivih izvora energije istražuje. Njihova prilagodljivost čini ih atraktivnim kandidatima za važne uloge u radikalnoj tehnologiji. Stoga se predviđa veliki napredak u ovim kreativnim primjenama.
Molimo kontaktirajte nas ako želite saznati više o bilo kojoj vrsti keramike.
Švedska / Sverige
+(46) 31 754 0790
Danska
+(45) 35 15 8085
Besplatni pozivi za SAD/Kanadu
+ 1 (833) 709-1399
©2025 Sva prava pridržana. Sialon Ceramics Denmark ApS
Primjenjivo samo na Sialon grijaće cijevi, Sialon uronske grijače, Sialon usponske cijevi i proizvode rađene po narudžbi. Mogu se primjenjivati ograničenja.
ZDialer poziv