Silicium Nitride Ceramische Ballen

Keramische kogels van siliciumnitride hebben ongelooflijke mechanische eigenschappen, zoals sterkte en hardheid. Bovendien hebben deze kogels een uitstekende weerstand tegen corrosie en zelfsmerende eigenschappen, waardoor er geen extra smeermiddelen nodig zijn die de productieomgeving kunnen vervuilen.

CoorsTek produceert keramische precisiekogels voor gebruik in uiteenlopende toepassingen zoals tandartsboren, vacuümpompen, spindels van bewerkingsmachines en meetinstrumenten. Elke kogel wordt op maat gemaakt volgens op maat gemaakte materiaaleigenschappen met strenge inspectienormen voor grootte, sferische precisie en oppervlakteafwerking.

Lichtgewicht

Keramische kogels van siliciumnitride zijn precisie-onderdelen die de efficiëntie en levensduur van kritieke machines in sectoren als lucht- en ruimtevaart, auto's en energie verhogen. Deze harde keramiek is sterk maar licht en bestand tegen hitte en slijtage; bovendien heeft het elektrisch isolerende eigenschappen die elektrolytische corrosie helpen voorkomen.

De lage wrijvingseigenschappen van siliciumnitride keramiek zorgen voor minder energieverbruik en vermogensverlies bij cyclische toepassingen. Bovendien zijn deze kogels zelfsmerend zodat er geen externe smeermiddelen nodig zijn die anders wrijvingsschade en vervuiling zouden kunnen veroorzaken - iets wat vooral voordelig is in lagertoepassingen met hoge en ultrahoge snelheden waar de draaisnelheden hoger zijn dan normaal.

Siliciumnitride keramiek heeft bijna de dubbele hardheid van staal, waardoor het extreem slijtvaste en veerkrachtige materialen zijn voor veeleisende omgevingen zoals luchtvaart en militaire apparatuur die vaak wordt blootgesteld aan corrosieve stoffen of water. Hun vermogen om corrosie te weerstaan maakt deze keramiek ook perfect voor gebruik op deze gebieden.

Siliciumnitride keramiek is een uitstekende materiaalkeuze voor hybride lagers, omdat het de voordelen biedt van zowel keramische als metalen onderdelen. Hun lagere thermische uitzetting en stijfheid maakt hogere draaisnelheden mogelijk, terwijl hun corrosiebeschermende isolerende eigenschappen corrosie voorkomen, terwijl hun matige thermische geleidbaarheid helpt om de koelingskosten te verlagen. Al deze factoren samen maken siliciumnitride keramiek geschikt voor elektromotoren die op hogere snelheden draaien en minder onderhoud nodig hebben.

Weerstand tegen hoge temperaturen

Keramische kogels van siliciumnitride zijn zeer duurzaam bij hoge temperaturen en niet-geleidend, waardoor ze van onschatbare waarde zijn in verschillende industrieën. Hun eigenschappen verbeteren de efficiëntie van motoren door wrijving te verminderen en de levensduur te verlengen, terwijl hun lichtgewicht de centrifugale kracht en slijtage van lagers helpt te verminderen. Bovendien kunnen deze kogels werken in ruwe omgevingen met sterke zuren, alkaliën en zeewater terwijl ze een uitzonderlijke weerstand tegen corrosie vertonen.

Siliciumnitride keramiek behoudt zijn sterkte en hardheid bij temperaturen tot 800°C, zodat het zelfs extreme omgevingen voor langere perioden kan weerstaan. Door hun zelfsmerende eigenschap zijn er helemaal geen externe smeermiddelen meer nodig, waardoor vervuiling door smeermiddelen met residuen wordt geëlimineerd en soepele mechanische systemen zonder storingen of problemen blijven draaien.

De chemisch inerte samenstelling van siliciumnitride zorgt ervoor dat het niet reactief is, zelfs niet in de aanwezigheid van zuren en bijtende chemicaliën, in tegenstelling tot metalen die wel reageren. Bovendien roest of corrodeert het niet, zoals metalen, waardoor uw lagers langer meegaan en er geen giftige gassen worden gevormd. Bovendien is siliciumnitride veilig voor medische apparatuur zoals MRI-machines en diagnostische instrumenten zonder dat het magnetische velden verstoort; biocompatibele materialen zijn gedeeltelijk radiolucent zodat ze niet interfereren met magnetische velden, waardoor een nauwkeurige diagnose van de patiënt gegarandeerd is, terwijl de niet-geleidende eigenschappen elektrische stromen verminderen die mogelijk schade kunnen toebrengen aan apparaten die in gebruik zijn, waardoor de veiligheid van apparaten en de algehele veiligheid toeneemt.

Corrosiebestendigheid

Keramische kogels van siliciumnitride bieden talloze toepassingen vanwege hun uitstekende corrosiebestendigheid. Bestand tegen sterke zuren (zoals zwavelzuur en zoutzuur) en alkaliën, langdurige blootstelling aan zeewater en goede antimagnetische en elektrische isolatie-eigenschappen maken deze keramische kogels perfect voor ruwe omgevingen waar conventionele materialen snel zouden degraderen of beschadigd raken. Dit maakt siliciumnitride kogels geschikt voor gebruik waar conventionele materialen na verloop van tijd snel zouden slijten of beschadigen.

Siliciumnitride kogels hebben opmerkelijke eigenschappen die ze onmisbaar maken in sectoren als de lucht- en ruimtevaart, de automobielindustrie en hernieuwbare energie. Hun lichte gewicht en superieure weerstand tegen slijtage, hitte en corrosie zorgen voor meer efficiëntie en een langere levensduur van machines in deze veeleisende sectoren.

Siliciumnitride wordt ook veel gebruikt als voorkeursmateriaal in precisiekogellagers voor tandheelkundige boren, vanwege het harde keramische oppervlak dat slijtage en wrijving tegengaat, terwijl de lage massa helpt bij het minimaliseren van geluids- en trillingsniveaus. Bovendien zorgen de niet-geleidende eigenschappen van siliciumnitride voor soepel werkende elektromotoren.

Siliciumnitride onderscheidt zich onder de technische keramiek als een van de meest thermodynamisch stabiele materialen die beschikbaar zijn, waardoor het zeer duurzaam is en uitzonderlijke mechanische eigenschappen biedt bij hoge temperaturen - en bovendien bestand is tegen veel corrosieve chemicaliën. Lagercomponenten van Si3N4 zijn standaardcomponenten geworden in auto's, raketmotoren en apparatuur die in zware omstandigheden werkt, evenals in sommige modelauto's.

Slijtvastheid

Siliciumnitride kogels zijn aanzienlijk harder dan veel staalsoorten, wat betekent dat ze bestand zijn tegen extreme slijtage in omgevingen met hoge druk zonder te vervormen of defect te raken. Hun uitzonderlijke sterkte vertaalt zich in een zeer lage wrijvingscoëfficiënt die de warmteontwikkeling en energieverliezen minimaliseert voor een maximale efficiëntie van de apparatuur.

Keramische kogels zijn corrosiebestendig en chemisch neutraal, waardoor ze geschikt zijn voor omgevingen die metalen kogellagers snel zouden aantasten. Door hun gematigde thermische geleidbaarheid en lage uitzettingscoëfficiënt kunnen ze werken bij hogere temperaturen, zoals die in gasturbines; en omdat ze niet magnetisch zijn, zijn ze veilig genoeg voor gebruik in medische apparatuur zoals MRI-machines waar magnetische materialen de beeldvorming zouden kunnen verstoren.

Keramische kogels met een uitzonderlijke hardheid bieden een superieure breuktaaiheid en slagvastheid, waardoor ze het ideale materiaal zijn voor luchtvaarttoepassingen die hoge schokbelastingen vereisen. Omdat keramische kogels 58% lichter zijn dan staal, verminderen ze ook het gewicht van vliegtuigonderdelen voor een betere brandstofefficiëntie door meer lading en een groter laadvolume te dragen.

Keramische kogels kunnen ook worden gebruikt in hybride lagers met stalen races voor een lager gewicht en hogere snelheden in vergelijking met volledig stalen lagers. Mimaroglu et al. voerden tests uit om het glijcontact tussen Si3N4/staalparen onder zowel gesmeerde als ongesmeerde omstandigheden te evalueren om hun tribologische eigenschappen te beoordelen. Ze toonden superieure prestaties met aanzienlijk minder wrijving in vergelijking met combinaties van grijs gietijzer of Al-brons/staal onder gesmeerde omstandigheden.