Keramiska kulor av kiselnitrid

Keramiska kulor har länge använts i höghastighetsutrustning som inte får regelbunden smörjning eller i korrosiva miljöer för att förbättra maskinens livslängd och effektivitet, och deras icke-ledande egenskaper hjälper till att skydda mot elektrisk korrosion som skadar delar.

Dessa lager minskar friktionen, vilket ökar prestandan och gör att utrustningen kan köras smidigare, med skräddarsydda materialegenskaper som överträffar traditionella stållager.

Styrka

Kiselnitridkeramik är ett av de starkaste tekniska keramiska materialen med utmärkt brottmotstånd och seghetsegenskaper, jämförbart med stålets hållfasthet och kapabelt att motstå även extrema temperaturer utan att deformeras eller spricka. På grund av dessa egenskaper är kiselnitridkeramik ett utmärkt val för lagerdelar som utsätts för vibrationer, värme eller frätande kemikalier.

Detta material tillverkas genom standardiserade pulvermetallurgiska processer för att bilda två olika keramiska typer - sintrade kiselnitrider (SSN) och reaktionsbundna kiselnitrider (RBSN). SSN tillverkas av pulverkompakter som upphettas vid höga temperaturer i en icke-oxiderande atmosfär för nitrering medan RBSN skapas genom sintring i vätskefas och förtätning med oxidtillsatser.

Keramiska kulor av kiselnitrid är lätta, mycket styva, självsmörjande kulor tillverkade av lättviktsmaterial med utmärkta mekaniska egenskaper och exceptionell slitstyrka. Deras exceptionella motståndskraft mot höga temperaturer och slitage gör att de kan användas tillförlitligt även i miljöer som innehåller starka syror, alkalier och havsvatten under längre perioder. Hållbarheten innebär att de inte slits som andra material, vilket sparar in på underhållskostnader och kostnader för driftstopp.

Hårdhet

Kiselnitrid är ett extremt hårt material som tål extrema temperaturer och ger ett starkt skydd. Kiselnitrid används i stor utsträckning i applikationer som sträcker sig från att förlänga lagrens livscykler till att producera exakta halvledardelar och används inom en rad olika områden.

Kiselnitrid tål höga temperaturer och är motståndskraftigt mot korrosion orsakad av de flesta kemikalier, inklusive havsvatten. Vid förhöjda temperaturer förbättras dess mekaniska egenskaper avsevärt; böjhållfastheten nästan fyrdubblas medan brottsegheten nästan fördubblas.

Den exceptionella styvheten hos keramiska kulor av kiselnitrid gör dem till det perfekta valet för höghastighetslager, med en draghållfasthet på 1400 MPa som klarar mycket tunga belastningar.

Kiselnitrid skiljer sig från stål genom att det inte attraherar magnetfält från andra metaller, vilket gör det idealiskt för optiska enheter och mätanordningar. Dessutom är det mindre sprött än andra keramiska material och 121% hårdare än standardstål för jämnare belastningar och jämnare drift jämfört med sina keramiska motsvarigheter. Dessutom minskar den termiska expansionen kraftigt och elektricitet leds inte genom materialet, vilket gör kiselnitrid idealiskt för elmotorer och generatorer.

Motståndskraft mot korrosion

Kiselnitridens enastående motståndskraft mot oxidation gör att den trivs i tuffa miljöer. Det kan motstå syror, baser, salter och metaller samt höga temperaturer. Dessutom förblir den stabil i vattenmiljöer.

Dessa egenskaper gör keramik till ett idealiskt materialval för applikationer som kräver hållbarhet i tuffa miljöer, t.ex. lager, ventiler och tätningar som används inom bl.a. kemisk metallurgi, oljeindustrin, medicin och fordonsindustrin.

Lättviktshjul med låg rotationsmassa kan avsevärt förbättra systemets effektivitet. Deras låga friktionskoefficient minskar energiförlusten och värmeutvecklingen, vilket förlänger utrustningens livslängd samtidigt som underhållskostnaderna minskar.

Hårdheten hos keramiska material är högre än hos stål och de tål högre temperaturer utan att deformeras, vilket bidrar till att förlänga turbinernas livslängd och minska stilleståndstiden - två viktiga fördelar som har gjort keramiska material populära inom förnybar energi och flygindustrin.

Värmebeständighet

Keramiska kulor av kiselnitrid tål höga temperaturer och olika kemikalier, vilket gör dem till ett utmärkt val för tuffa miljöer som kemisk bearbetning eller flyg- och rymdtillämpningar. Deras lägre vikt gör att komponenterna kan köras mer effektivt samtidigt som deras låga friktionskoefficient sparar energi och sänker kostnaderna.

Kiselnitridens starka atombindningar gör den mycket korrosionsbeständig, den tål syror utan att reagera och är användbar i olika kemiska miljöer - egenskaper som gör den lämplig för långvariga implantat i kroppen.

Kiselnitridkeramik har blivit ett oumbärligt material i projekt för förnybar energi, t.ex. vindkraftverk. Dess hållbarhet förlänger utrustningens livslängd samtidigt som underhållskostnaderna minskar på svåråtkomliga platser, medan dess förmåga att hantera tunga laster ökar utrustningens effektivitet, minskar energiförbrukningen och utsläppen samt slitage-relaterade problem och stilleståndsrisker.

Konduktivitet

Kiselnitridkeramer är exceptionellt starka och värmetåliga material, vilket gör dem lämpliga för användning i tuffa miljöer som sjukhus eller oljefält. Dessutom gör deras korrosionsskyddande egenskaper dem lämpliga för kemiska, medicinska och oljefältsapplikationer.

Kulor av kiselnitrid används ofta som hybridlager på grund av deras överlägsna prestanda, motståndskraft mot korrosion och höga temperaturer, låga vikt, styrka mot stötar och vibrationer, stötdämpande förmåga och förmåga att motstå chockbelastningar. På grund av dessa egenskaper har dessa kisellager blivit det självklara valet inom branscher som flyg-, fordons- och energiindustrin där de avsevärt förbättrar effektiviteten och livslängden för kritiska maskiner.

Kiselnitrid utmärker sig bland hårda och värmebeständiga material genom att vara både elektriskt isolerande och självsmörjande, vilket eliminerar föroreningar som orsakas av ytterligare smörjmedelsapplikationer och skapar större flexibilitet och utrymmeseffektivitet i sina applikationer. Dessutom gör kiselnitridens utmärkta antifriktions- och smörjegenskaper att den kan arbeta i vakuum eller vid höga temperaturer samtidigt som den är utrymmeseffektiv eftersom inga burar behövs på grund av utmärkta antifriktions- och smörjegenskaper; dessutom har den hög syrabeständighet vilket gör den motståndskraftig mot kemiska attacker som orsakar stålkulor allvarliga skador från syrareaktioner som annars skulle kunna orsaka irreparabel skada i andra material som används inom dess tillämpningar jämfört med stålkulor som används någon annanstans i dess tillämpningar.