- Ceramika techniczna dla przemysłu stopionych metali nieżelaznych od 1986 r. | Globalna wysyłka do 37 krajów.
- Göteborg, Szwecja
- +(46) 31 754 0790
- Kopenhaga, Dania
- +(45) 35 15 8085
- Bezpłatne połączenie z USA/Kanadą
- + 1 (833) 709-1399
Współczesna ceramika o lepszych właściwościach mechanicznych, termicznych i chemicznych jest niezbędna dla obecnych technologii. Tymczasem ceramika z sialonu i azotku krzemu jest twarda, odporna na zużycie i stabilna termicznie. Połączenie azotku krzemu i tlenku glinu nadaje sialonowi odporność na pękanie i utlenianie. Niska rozszerzalność cieplna azotku krzemu i wysoka przewodność cieplna są idealne do zastosowań wysokotemperaturowych. Sektory lotniczy, motoryzacyjny i elektroniczny wykorzystują taką ceramikę do produkcji lepszych komponentów silników, narzędzi skrawających i sprzętu do przetwarzania półprzewodników. Dlatego też zwiększają one wydajność i trwałość w nieprzyjaznych warunkach.
Krzem, aluminium, tlen i azot tworzą ceramikę sialonową, wyrafinowane materiały. Sialony powstają poprzez zastąpienie atomów krzemu i azotu w azotku krzemu (Si3N4) aluminium i tlenem. Poprawia to wytrzymałość i stabilność termiczną. Sialony mogą być klasyfikowane jako alfa (α), beta (β) lub mieszane. Sialony alfa, materiał jednofazowy o dużej twardości i odporności na utlenianie w wysokich temperaturach, są stosowane w aplikacjach o dużym zużyciu.
Sialony beta nadają się do narzędzi skrawających i elementów zużywających się dzięki ich zazębiającej się strukturze ziarna, odporności na pękanie i szok termiczny. Sialony mieszane równoważą twardość i wytrzymałość w zastosowaniach wysokotemperaturowych, łącząc cechy alfa i beta.
Wysokowydajna ceramika z azotku krzemu (Si3N4) jest oparta na krzemie i azocie. Te materiały ceramiczne z azotku krzemu są godne uwagi ze względu na wysoką wytrzymałość, odporność na pękanie, stabilność termiczną i odporność na utlenianie. Azotek krzemu jest wiązany reakcyjnie, spiekany lub prasowany na gorąco. Azotowany proszek krzemu zbija się w porowaty, odporny azotek krzemu wiązany reakcyjnie (RBSN). Spiekany azotek krzemu (SSN) wytwarza gęstą ceramikę o lepszych właściwościach mechanicznych dla elementów łożysk i turbin podczas spiekania itru lub tlenku glinu. Azotek krzemu prasowany na gorąco (HPSN) jest wytwarzany przy jednoczesnym zastosowaniu ciepła i ciśnienia. Jest to gęsta ceramika o niezwykłej wytrzymałości mechanicznej i przewodności cieplnej dla wysokowydajnych komponentów silnika i podłoży elektronicznych.
Podczas spiekania ceramiki z azotku krzemu (Si3N4) dochodzi do zagęszczenia zielonych ciał w mocną strukturę. Aby uniknąć rozkładu, spiekanie bezciśnieniowe może odbywać się w azocie w temperaturze 1750°C-1850°C. Spiekanie pod ciśnieniem gazu (GPD) zwiększa zagęszczanie przy zastosowaniu ciśnienia azotu do 10 MPa. Może obniżyć temperaturę spiekania do 1700°C i osiągnąć gęstość zbliżoną do teoretycznej. Prasowanie izostatyczne na gorąco (HIP) zwiększa właściwości mechaniczne poprzez połączenie wysokich temperatur (1600°C-1800°C) z izostatycznym ciśnieniem gazu (100-200 MPa). Temperatura spiekania, ciśnienie i środowisko muszą być regulowane w celu uzyskania lepszego wzrostu ziaren, wytrzymałości mechanicznej i niższej porowatości.
W spiekaniu ceramiki β′-sialonowej istnieją podobieństwa do azotku krzemu, ale także różnice. Chociaż w obu przypadkach stosuje się spiekanie w wysokiej temperaturze, sialony mogą potrzebować Y2O3 i MgO do tworzenia faz ciekłych i zwiększania gęstości. Dodatki mogą obniżyć temperaturę spiekania do 1600°C-1750°C i wygenerować przejściową fazę ciekłą. Rozpuszcza ona i reprecypituje ziarna w celu uzyskania jednorodnego wzrostu mikrostruktury. Proces spiekania rozpuszczająco-dyfuzyjno-recypitacyjnego wpływa na wielkość i kształt ziaren. Kontrola mikrostruktury zwiększa odporność na pękanie i zużycie. W rezultacie sprawia to, że dodatki i ustawienia spiekania mają kluczowe znaczenie dla wysokowydajnej ceramiki sialonowej.
Aplikacje ogólne
Wysoka twardość, odporność na zużycie i stabilność temperaturowa sprawiają, że sialon i ceramika z azotku krzemu (Si3n4) idealnie nadają się do narzędzi skrawających i materiałów ściernych. Ceramika Sialon utrzymuje ostrość narzędzi skrawających przy wysokich prędkościach i temperaturach. W rezultacie minimalizuje to częstotliwość wymiany narzędzi. Azotek krzemu zwiększa wydajność obróbki żeliwa i twardej stali przy wysokich prędkościach skrawania. Części silników samochodowych i turbosprężarki wymagają zastosowania tej ceramiki. Niska rozszerzalność cieplna i wysoka odporność na szok termiczny zapewniają trwałość w trudnych warunkach. Wysoka odporność na zużycie, niskie tarcie i wydłużona żywotność zwiększają wydajność łożysk i rolek urządzeń przemysłowych, obniżając koszty utrzymania.
Ze względu na odporność na szok termiczny i odporność chemiczną, sialon i ceramika z azotku krzemu (Si3N4) mogą obsługiwać stopione metale nieżelazne. W niekorzystnych warunkach materiały te są odporne na pękanie w wyniku gwałtownych wahań temperatury. Ceramiczne osłony termopar zapewniają kontrolę procesu dzięki niezawodnym pomiarom temperatury. Rury wznośne i wały wirników wykonane z sialonu lub azotku krzemu ograniczają zanieczyszczenie i zapewniają obsługę stopionych metali. Niska zwilżalność stopionego metalu i duża wytrzymałość mechaniczna skracają czas odlewania i zwiększają wydajność.
Stopione materiały nieżelazne mogą mieć do czynienia z temperaturami przekraczającymi 1000°C i metalami reaktywnymi, które są bardzo korozyjne. Takie warunki przyspieszają degradację grafitu i tlenku glinu, co prowadzi do częstych wymian i większej niedostępności. W takich warunkach potrzebne są również materiały, które wytrzymują szybkie cykle cieplne i poważne reakcje chemiczne. Nowe materiały o wyższej stabilności termicznej, odporności na korozję i wytrzymałości mechanicznej są niezbędne do zapewnienia wydajności i żywotności komponentów.
Sektor stopionych metali nieżelaznych korzysta z ceramiki sialonowej i azotku krzemu. W szczególności ceramika sialonowa charakteryzuje się wysoką odpornością na szok termiczny, 17.37 ± 0.48 GPa i stabilność chemiczną w ekstremalnych sytuacjach. Ceramika z azotku krzemu jest wytrzymała na naprężenia termiczne dzięki niskim współczynnikom rozszerzalności cieplnej (3.27×10(-6) °C) i dobrej odporności na pękanie. Taka ceramika generuje warstwy tlenoazotku krzemu, które hamują utlenianie, w przeciwieństwie do grafitu, który utlenia się w wysokich temperaturach. Dzięki temu są one trwalsze i wymagają mniej pielęgnacji niż standardowe materiały.
Osłony termopar z azotku krzemu chronią czujniki temperatury w kąpielach ze stopionego metalu. Zapewniają one dokładne odczyty i trwałość czujnika. Dodatkowo, odporność termiczna i mechaniczna ceramiki sialonowej pomaga rurom wznośnym. Są one kluczem do niskociśnieniowego odlewania ciśnieniowego, zachowując wydajność i kształt w wysokich temperaturach, zmniejszając liczbę błędów odlewniczych i zwiększając wydajność produkcji. Wały wirników z azotku krzemu w rafinacji aluminium są konfrontowane ze stałym stopionym metalem i żrącymi topnikami oraz są odporne na utlenianie i zużycie. Obniżają koszty napraw i poprawiają niezawodność procesu.
Nowsze osiągnięcia w dziedzinie spiekania ceramiki z sialonu i azotku krzemu udoskonalają dodatki i środki pomocnicze w celu uzyskania lepszych właściwości materiału. Tlenki metali ziem rzadkich, w tym itria i iterbia, sprzyjają zagęszczaniu i jednorodności mikrostrukturalnej. Promują rozwój fazy na granicy ziaren i obniżają temperaturę spiekania, zapewniając większą odporność na pękanie i stabilność termiczną. Ulepszenia w zakresie spiekania bezciśnieniowego i spiekania plazmą iskrową (SPS) zapewniają precyzyjną kontrolę mikrostrukturalną. W konsekwencji może to doprowadzić do uzyskania bardzo drobnych ziaren o wielkości poniżej 200 nm w ceramice. Krótsze okresy spiekania zmniejszają tworzenie się ziaren i zwiększają twardość oraz odporność na zużycie.
Krzem i azotek krzemu (si3n4) wchodzą do zastosowań biomedycznych i elektronicznych. Biokompatybilność i właściwości antybakteryjne azotku krzemu sprawiają, że jest on lepszym implantem biomedycznym do fuzji kręgosłupa i implantów dentystycznych. Ze względu na wysoką przewodność cieplną (do 85 W/m-K) i izolacji elektrycznej, ceramika ta jest wykorzystywana do produkcji komponentów elektronicznych o wysokiej częstotliwości i wysokiej temperaturze. Ich odporność na szok termiczny i zużycie mechaniczne zwiększa trwałość i wydajność komponentów w wysokowydajnych łopatkach turbin i podłożach ogniw słonecznych, które są badane przez przemysł energii odnawialnej. Ich zdolność adaptacji czyni je atrakcyjnymi kandydatami do pełnienia ważnych ról w radykalnej technologii. W związku z tym przewiduje znaczny postęp w tych kreatywnych zastosowaniach.
Skontaktuj się z nami, jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o którymkolwiek z rodzajów ceramiki.
Szwecja / Sverige
+(46) 31 754 0790
Dania
+(45) 35 15 8085
USA/Kanada Bezpłatny
+ 1 (833) 709-1399
©2025 Wszelkie prawa zastrzeżone. Sialon Ceramics Denmark ApS
ZDialer Call