Keramik kontemporer dengan kualitas mekanis, termal, dan kimia yang lebih baik diperlukan untuk teknologi masa kini. Sementara itu, keramik sialon dan silikon nitrida bersifat keras, tahan aus, dan stabil secara termal. Menggabungkan silikon nitrida dan alumina memberikan ketangguhan patahan dan ketahanan oksidasi pada sialon. Ekspansi termal yang rendah dan konduktivitas termal yang kuat dari silikon nitrida sangat ideal untuk aplikasi suhu tinggi. Sektor kedirgantaraan, otomotif, dan elektronik menggunakan keramik semacam ini untuk komponen mesin yang lebih baik, alat pemotong, dan peralatan pemrosesan semikonduktor. Oleh karena itu, keramik ini meningkatkan kinerja dan daya tahan di lingkungan yang keras.
Silikon, aluminium, oksigen, dan nitrogen membentuk keramik sialon, material yang canggih. Sialon dibuat dengan mengganti atom silikon dan nitrogen dalam silikon nitrida (Si3N4) dengan aluminium dan oksigen. Hal ini meningkatkan ketangguhan dan stabilitas termal. Sialon dapat diklasifikasikan sebagai alfa (α), beta (β), atau fase campuran. Sialon alfa, material fase tunggal dengan kekerasan tinggi dan ketahanan oksidasi pada suhu tinggi, digunakan dalam aplikasi keausan berat.
Sialon beta cocok untuk alat pemotong dan komponen aus berkat struktur butiran yang saling mengunci, ketangguhan patahan, dan ketahanan terhadap guncangan termal. Sialon fase campuran menyeimbangkan kekerasan dan ketangguhan untuk aplikasi suhu tinggi sambil menggabungkan karakteristik alfa dan beta.
Keramik silikon nitrida (Si3N4) berkinerja tinggi berbasis silikon dan nitrogen. Keramik silikon nitrida ini terkenal karena kekuatan tinggi, sifat ketangguhan patah, stabilitas termal, dan ketahanan oksidasi. Silikon nitrida diikat-reaksikan, disinter, atau ditekan panas. Nitridasi kompak bubuk silikon menjadi silikon nitrida berikat-reaksi (RBSN) yang berpori dan tahan. Silikon nitrida tersinter (SSN) menghasilkan keramik padat dengan karakteristik mekanis yang lebih tinggi untuk komponen bantalan dan turbin sambil menyinter yttria atau alumina. Silikon nitrida tekan panas (HPSN) dibuat dengan menerapkan panas dan tekanan secara bersamaan. Ini adalah keramik padat dengan kekuatan mekanis dan konduktivitas termal yang luar biasa untuk komponen mesin berkinerja tinggi dan substrat elektronik.
Benda hijau dipadatkan menjadi struktur yang kuat selama sintering keramik silikon nitrida (Si3N4). Untuk menghindari dekomposisi, sintering tanpa tekanan dapat terjadi dalam nitrogen pada 1750°C-1850°C. Sintering tekanan gas (GPD) meningkatkan densifikasi sambil menerapkan tekanan gas nitrogen hingga 10 MPa. Ini dapat menurunkan suhu sintering hingga 1700°C dan mencapai kepadatan mendekati teoritis. Penekanan isostatik panas (HIP) meningkatkan kualitas mekanis dengan menggabungkan suhu tinggi (1600°C-1800°C) dengan tekanan gas isostatik (100-200 MPa). Suhu sintering, tekanan, dan lingkungan harus diatur untuk pertumbuhan butir yang lebih baik, kekuatan mekanis, dan porositas yang lebih rendah.
Dalam sintering keramik β′-sialon, terdapat kesamaan dengan silikon nitrida tetapi juga perbedaan. Meskipun keduanya menggunakan sintering suhu tinggi, sialon mungkin memerlukan Y2O3 dan MgO untuk membentuk fase cair dan meningkatkan densifikasi. Aditif tersebut dapat menurunkan suhu sintering hingga 1600°C-1750°C dan menghasilkan fase cair transien. Proses ini melarutkan dan mengendapkan kembali butiran untuk pertumbuhan mikrostruktur yang homogen. Proses sintering pelarutan-difusi-pengendapan kembali memengaruhi ukuran dan bentuk butiran. Kontrol mikrostruktur meningkatkan ketangguhan patahan dan ketahanan aus. Sebagai hasilnya, hal ini menjadikan aditif dan pengaturan sintering sangat penting untuk keramik sialon berkinerja tinggi.
Aplikasi Umum
Kekerasan tinggi, sifat ketahanan aus, dan stabilitas suhu menjadikan keramik sialon dan silikon nitrida (Si3n4) ideal untuk perkakas potong dan abrasif. Keramik sialon menjaga perkakas potong tetap tajam pada kecepatan dan suhu tinggi. Akibatnya, hal ini meminimalkan frekuensi penggantian perkakas. Silikon nitrida meningkatkan produktivitas dalam pemesinan besi tuang dan baja keras berkecepatan tinggi. Komponen mesin otomotif dan turbocharger membutuhkan keramik ini. Ekspansi termal yang rendah dan ketahanan terhadap guncangan termal yang kuat membuatnya tahan lama dalam kondisi yang keras. Ketahanan aus yang tinggi, gesekan rendah, dan masa pakai yang lebih panjang meningkatkan bantalan dan rol peralatan industri untuk biaya perawatan yang lebih rendah.
Mengingat ketahanan terhadap guncangan termal dan ketahanan kimianya, keramik sialon dan silikon nitrida (Si3N4) dapat menangani logam non-besi cair. Dalam kondisi yang tidak menguntungkan, material ini tahan terhadap pecah akibat fluktuasi suhu yang tiba-tiba. Selubung termokopel keramik menyediakan kontrol proses dengan pengukuran suhu yang andal. Tabung riser dan poros rotor yang terbuat dari sialon atau silikon nitrida membatasi kontaminasi dan menjaga penanganan logam cair. Sifat pembasahan logam cair yang rendah dan kekuatan mekanis yang kuat mengurangi waktu henti pengecoran dan meningkatkan efisiensi.
Aktivitas logam non-ferrous cair dapat menghadapi suhu melebihi 1000°C dan logam reaktif yang sangat korosif. Kondisi seperti ini mempercepat degradasi grafit dan alumina, yang menyebabkan penggantian yang sering dan ketersediaan yang lebih rendah. Lingkungan ini juga membutuhkan material yang mampu menahan siklus panas yang cepat dan reaksi kimia yang parah. Material baru dengan stabilitas termal yang lebih tinggi, ketahanan korosi, dan kekuatan mekanis diperlukan untuk efisiensi dan umur komponen.
Sektor logam non-ferrous cair mendapatkan manfaat dari keramik sialon dan silikon nitrida. Secara khusus, sialon memiliki ketahanan kejut termal yang kuat, 17.37 ± 0.48 GPa kekerasan, dan stabilitas kimia dalam situasi ekstrem. Keramik silikon nitrida tahan lama di bawah tekanan termal berkat koefisien ekspansi termal yang rendah (3.27×10(-6) °C) dan sifat ketangguhan patahan yang baik. Keramik semacam itu menghasilkan lapisan silikon oksinitrida yang menghambat oksidasi, tidak seperti grafit, yang teroksidasi pada suhu tinggi. Hal ini membuatnya lebih tahan lama dan membutuhkan perawatan yang lebih sedikit daripada material standar.
Selubung termokopel silikon nitrida melindungi sensor suhu dalam bak logam cair. Mereka memberikan pembacaan yang akurat dan umur sensor yang panjang. Selain itu, ketahanan termal dan mekanis keramik sialon membantu tabung riser. Mereka adalah kunci dalam die casting tekanan rendah, mempertahankan kinerja dan bentuk pada suhu tinggi, mengurangi cacat pengecoran, dan meningkatkan efisiensi produksi. Poros rotor silikon nitrida dalam pemurnian aluminium dihadapkan pada logam cair yang konstan dan fluks korosif serta tahan terhadap oksidasi dan keausan. Mereka memotong biaya perbaikan dan meningkatkan keandalan proses.
Kemajuan terbaru dalam sintering keramik sialon dan silikon nitrida menyempurnakan aditif dan bahan bantu untuk karakteristik material yang lebih baik. Oksida tanah jarang, termasuk yttria dan ytterbia, mendorong densifikasi dan keseragaman mikrostruktur. Mereka mendorong pengembangan fase batas butir dan menurunkan suhu sintering untuk ketangguhan patah dan stabilitas termal yang lebih besar. Perbaikan dalam sintering tanpa tekanan dan spark plasma sintering (SPS) memberikan kontrol mikrostruktur yang presisi. Selanjutnya, hal ini dapat berpuncak pada ukuran butir ultra-halus di bawah 200 nm dalam keramik. Periode sintering yang lebih pendek menurunkan pembentukan butir dan meningkatkan kekerasan serta ketahanan aus.
Keramik silikon dan silikon nitrida (si3n4) mulai digunakan dalam aplikasi biomedis dan elektronik. Biokompatibilitas dan sifat antibakteri silikon nitrida menjadikannya implan biomedis yang lebih baik untuk fusi tulang belakang dan implan gigi. Karena konduktivitas termalnya yang tinggi (hingga 85 W/m•K) dan isolasi listriknya, keramik semacam ini digunakan untuk komponen frekuensi tinggi dan suhu tinggi dalam elektronik. Ketahanannya terhadap guncangan termal dan keausan mekanis memperkuat masa pakai dan kinerja komponen pada bilah turbin efisiensi tinggi dan substrat sel surya, yang sedang diteliti oleh industri energi terbarukan. Kemampuan adaptasinya menjadikannya kandidat yang menarik untuk peran penting dalam teknologi radikal. Oleh karena itu, diperkirakan akan terjadi kemajuan besar dalam aplikasi kreatif ini.
Silakan hubungi kami jika Anda ingin mempelajari lebih lanjut tentang jenis keramik apa pun.
Swedia / Sverige
+(46) 31 754 0790
Denmark
+(45) 35 15 8085
Bebas Pulsa AS/Kanada
+ 1 (833) 709-1399
©2025 Semua Hak Dilindungi. Sialon Ceramics Denmark ApS
Hanya berlaku untuk Tabung Pemanas Sialon, Pemanas Celup Sialon, Tabung Riser Sialon, dan produk yang dibuat khusus. Ketentuan dapat berlaku.
Panggilan ZDialer