Moderne keramikk med bedre mekaniske, termiske og kjemiske egenskaper er nødvendig for dagens teknologi. Samtidig er sialon- og silisiumnitrid-keramikk harde, slitesterke og termisk stabile. Kombinasjonen av silisiumnitrid og alumina gir sialon bruddseighet og oksidasjonsmotstand. Silisiumnitrids lave termiske ekspansjon og sterke termiske ledningsevne er ideell for høytemperaturapplikasjoner. Luftfart, bilindustri og elektronikksektoren bruker slik keramikk til bedre motorkomponenter, skjæreverktøy og halvlederbehandlingsutstyr. Derfor øker de ytelsen og holdbarheten i krevende omgivelser.
Silisium, aluminium, oksygen og nitrogen lager sialonkeramikk, sofistikerte materialer. Sialoner lages ved å erstatte silisium- og nitrogenatomer i silisiumnitrid (Si3N4) med aluminium og oksygen. Det forbedrer seighet og termisk stabilitet. Sialoner kan klassifiseres som alfa (α), beta (β) eller blandet fase. Alfa-sialoner, et enfasemateriale med stor hardhet og oksidasjonsmotstand ved høye temperaturer, brukes i applikasjoner med alvorlig slitasje.
Beta-sialoner passer til skjæreverktøy og slitasjekomponenter takket være deres sammenlåsende kornstruktur, bruddseighet og termiske sjokkmotstand. Blandfase-sialoner balanserer hardhet og seighet for høytemperaturapplikasjoner samtidig som de kombinerer alfa- og beta-egenskaper.
Høytytende silisiumnitridkeramikk (Si3N4) er basert på silisium og nitrogen. Disse silisiumnitridkeramikkene er bemerkelsesverdige for høy styrke, bruddseighet, termisk stabilitet og oksidasjonsmotstand. Silisiumnitrid er reaksjonsbundet, sintret eller varmpresset. Nitrerende silisiumpulver komprimeres til porøst, resistent reaksjonsbundet silisiumnitrid (RBSN). Sintret silisiumnitrid (SSN) produserer tett keramikk med høyere mekaniske egenskaper for lager- og turbinkomponenter mens yttriumoksid eller alumina sintres. Varmpresset silisiumnitrid (HPSN) fremstilles mens varme og trykk påføres samtidig. Det er en tett keramikk med uvanlig mekanisk styrke og varmeledningsevne for høytytende motorkomponenter og elektroniske substrater.
Grønne legemer fortettes til en sterk struktur under sintring av silisiumnitrid (Si3N4) keramisk materiale. For å unngå dekomponering kan trykkløs sintring foregå i nitrogen ved 1750 °C–1850 °C. Gasstrykksintring (GPD) øker fortettingen mens det påføres nitrogengasstrykk på opptil 10 MPa. Det kan senke sintringstemperaturene til 1700 °C og nå nær teoretisk tetthet. Varmisostatisk pressing (HIP) øker de mekaniske egenskapene ved å kombinere høye temperaturer (1600 °C–1800 °C) med isostatisk gasstrykk (100–200 MPa). Sintringstemperatur, trykk og miljø må reguleres for bedre kornvekst, mekanisk styrke og lavere porøsitet.
Ved sintring av β′-sialon-keramikk finnes det paralleller til silisiumnitrid, men også variasjoner. Selv om begge bruker høytemperatursintring, kan sialoner trenge Y₂O₃ og MgO for å danne flytende faser og øke fortettingen. Tilsetningsstoffene kan redusere sintringstemperaturen til 1600 °C–1750 °C og generere en forbigående flytende fase. Den løser opp og utfeller korn på nytt for homogen mikrostrukturvekst. Oppløsnings-diffusjons-utfellingssintringsprosessen påvirker kornstørrelse og -form. Mikrostrukturkontroll øker bruddseighet og slitestyrke. Som et resultat gjør det tilsetningsstoffer og sintringsinnstillinger avgjørende for høyytelses sialon-keramikk.
Generelle bruksområder
Høy hardhet, slitestyrke og temperaturstabilitet gjør sialon- og silisiumnitrid-keramikk (Si3n4) ideell for skjæreverktøy og slipemidler. Sialon-keramikk holder skjæreverktøy skarpe ved høye hastigheter og temperaturer. Følgelig minimerer det hyppigheten av verktøyutskiftninger. Silisiumnitrid fremmer produktiviteten i høyhastighetsbearbeiding av støpejern og hardt stål. Bilmotordeler og turboladere trenger disse keramikkene. Den lave termiske ekspansjonen og den sterke termiske sjokkmotstanden er holdbare i brutale situasjoner. Høy slitestyrke, lave friksjon og utvidet levetid øker industrielt utstyrs lagre og ruller for lavere vedlikeholdskostnader.
Gitt deres termiske sjokk og kjemiske motstandskraft, kan sialon- og silisiumnitrid-keramikk (Si3N4) håndtere smeltede ikke-jernholdige metaller. Under ugunstige forhold motstår disse materialene brudd fra brå temperatursvingninger. Keramiske termoelementmantler gir prosesskontroll med pålitelige temperaturmålinger. Stigerør og rotoraksler laget av sialon eller silisiumnitrid begrenser forurensning og bevarer håndteringen av smeltet metall. Deres lave fuktbarhet for smeltet metall og sterke mekaniske styrke reduserer tidsavbrudd for støping og forbedrer effektiviteten.
Smeltede ikke-jernholdige aktiviteter kan utsettes for temperaturer over 1000 °C og reaktive metaller som er svært korrosive. Slike forhold akselererer nedbrytning av grafitt og alumina, noe som fører til hyppige utskiftninger og større utilgjengelighet. Disse miljøene trenger også materialer som tåler rask varmesyklus og alvorlige kjemiske reaksjoner. Nye materialer med høyere termisk stabilitet, korrosjonsbestandighet og mekanisk styrke er nødvendige for komponenteffektivitet og levetid.
Den smeltede ikke-jernholdige sektoren drar nytte av sialon- og silisiumnitridkeramikk. Spesielt har sialonkeramikk sterk termisk sjokkmotstand, 17,37 ± 0,48 GPa hardhet, og kjemisk stabilitet i ekstreme situasjoner. Silisiumnitridkeramikk er holdbar under termisk stress takket være sine lave termiske ekspansjonskoeffisienter ( 3,27 × 10(-6 ) ° C ) og gode bruddseighetsegenskaper. Slike keramikkmaterialer genererer silisiumoksynitridlag som hemmer oksidasjon, i motsetning til grafitt, som oksiderer ved høye temperaturer. Dette gjør at de varer lenger og krever mindre pleie enn standardmaterialer.
Silisiumnitrid-termoelementhylser beskytter temperatursensorer i smeltede metallbad. De gir nøyaktige avlesninger og lengre levetid for sensoren. I tillegg bidrar sialon-keramikkens termiske og mekaniske motstandskraft til å forbedre stigerørene. De er nøkkelen til lavtrykksstøping, beholder ytelse og form ved høye temperaturer, reduserer støpefeil og øker produksjonseffektiviteten. Silisiumnitrid-rotoraksler i aluminiumraffinering utsettes for konstant smeltet metall og korrosive flukser og motstår oksidasjon og slitasje. De reduserer reparasjonskostnader og forbedrer prosesspåliteligheten.
Nyere fremskritt innen sintring av sialon og silisiumnitrid i keramikk foredler tilsetningsstoffer og bidrar til bedre materialegenskaper. Oksyder av sjeldne jordarter, inkludert yttrium og ytterbia, fremmer fortetting og mikrostrukturell ensartethet. De fremmer utvikling av korngrensefase og reduserer sintringstemperaturen for større bruddseighet og termisk stabilitet. Forbedringer innen trykkløs sintring og gnistplasmasintring (SPS) gir presis mikrostrukturell kontroll. Deretter kan det kulminere i ultrafine kornstørrelser under 200 nm i keramikk. Kortere sintringsperioder reduserer korndannelse og forbedrer hardhet og slitestyrke.
Silisium og silisiumnitridkeramikk (si3n4) er i ferd med å bli brukt i biomedisinske og elektroniske sammenhenger. Silisiumnitridets biokompatibilitet og antibakterielle egenskaper gjør det til et bedre biomedisinsk implantat for spinalfusjon og tannimplantater. På grunn av sin høye varmeledningsevne (opptil 85 W/m•K ) og elektriske isolasjon, brukes slike keramikkmaterialer til høyfrekvente komponenter med høy temperatur i elektronikk. Motstanden mot termisk sjokk og mekanisk slitasje styrker komponentenes fremtid og ytelse i høyeffektive turbinblader og solcellesubstrater, noe fornybar energiindustrien undersøker. Deres tilpasningsevne gjør dem attraktive kandidater for viktige roller innen radikal teknologi. Derfor spår det store fremskritt innen disse kreative anvendelsene.
Ta kontakt med oss hvis du vil vite mer om noen av keramikktypene.
Sverige / Sverige
+(46) 31 754 0790
Danmark
+(45) 35 15 8085
Gratisnummer i USA/Canada
+ 1 (833) 709-1399
©2025 Alle rettigheter reservert. Sialon Ceramics Denmark ApS
Gjelder kun Sialon varmerør, Sialon nedsenkelsesvarmere, Sialon stigerør og spesialtilpassede produkter. Restriksjoner kan gjelde.
ZDialer-anrop