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Spanish Siliziumnitrid-Keramikkugel
Siliziumnitrid-Keramikkugel
Reinheit: ≥99%
Durchmesser: φ0,8-φ50,8 mm, oder kundenspezifisch
Siliziumnitrid-Keramikkugeln sind für ihr geringes Gewicht und ihre hohe Festigkeit bekannt. Ihre Dichte ist viel geringer als die von Metallkugeln, was zu einer geringeren Systembelastung bei gleichzeitig höherer Gesamteffizienz beiträgt. Sie bietet eine hervorragende Beständigkeit gegen Säuren und Laugen, eine außergewöhnliche Verschleißfestigkeit und arbeitet auch bei hohen Temperaturen, hohen Geschwindigkeiten oder Trockenlauf zuverlässig. Mit einer starken elektrischen Isolierung und ohne Rostgefahr ist es eine zuverlässige Wahl für anspruchsvolle Umgebungen. Aufgrund dieser Eigenschaften wird es häufig in der Luft- und Raumfahrt, in Hochgeschwindigkeitslagern, Windturbinen, Pumpen und Ventilsystemen eingesetzt. Wir können hochwertige Siliziumnitrid-Keramikkugeln mit verschiedenen Spezifikationen und zu wettbewerbsfähigen Preisen liefern und kundenspezifische Lösungen für spezifische Anforderungen anbieten.
Oder senden Sie uns eine E-Mail an sales@heegermaterials.com.Datenblatt Siliziumnitrid-Keramikkugeln
| Referenz-Code: | HM2557 |
| Reinheit: | ≥99% |
| Farbe: | Schwarz |
| Chemische Formel: | Si3N4 |
| Werkstoffklassen: | HMSN1000, HMSN2000, HMSN3000, HMSN4000 |
| Die Dichte: | 3,20 g/cm3 |
| Durchmesser: | Φ0,8-φ50,8 mm, oder kundenspezifisch |
| Präzisionsklasse: | G5~G60 |
Siliziumnitrid-Keramikkugel Beschreibung
Siliziumnitrid-Keramikkugeln zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, in anspruchsvollen Umgebungen zu funktionieren, in denen herkömmliche Materialien versagen. Ihre Struktur ist außergewöhnlich widerstandsfähig, widersteht thermischen Schocks und bleibt auch bei schnellen Temperaturschwankungen stabil. Der niedrige Reibungskoeffizient sorgt für einen reibungslosen Betrieb in schnell rotierenden Systemen, während ihre nichtmagnetische und nichtleitende Natur sie für empfindliche elektronische oder medizinische Geräte geeignet macht. Egal, ob sie in Vakuumsystemen arbeitet, Chemikalien ausgesetzt ist oder ohne Schmierung läuft, diese Keramikkugel bleibt zuverlässig.
Siliziumnitrid-Keramikkugel Merkmale
- Geringes Gewicht und lange Lebensdauer: Mit nur 40% der Dichte von Stahl reduziert es die Zentrifugalkraft bei hohen Drehzahlen, minimiert den Verschleiß und verlängert die Lebensdauer der Lager.
- Hohe Härte und Festigkeit bei erhöhter Temperatur: Behält seine hervorragenden mechanischen Eigenschaften bis zu 1050 °C bei und weist eine Härte von HRC 78 auf.
- Selbstschmierend und rostfrei: Funktioniert zuverlässig ohne Schmierung und widersteht Oxidation und Rost unter rauen Bedingungen.
- Hoher Elastizitätsmodul: Etwa 44% höher als Stahl, was zu weniger Verformung unter Belastung führt.
- Geringe thermische Ausdehnung: Sein Wärmeausdehnungskoeffizient beträgt nur ein Drittel desjenigen von Stahl, was zu einer besseren Formstabilität bei Temperaturschwankungen führt.
- Widerstandsfähigkeit gegen thermische Schocks: Hält plötzlichen Temperaturschwankungen stand, ohne zu reißen oder sich zu zersetzen.
- Chemische Korrosionsbeständigkeit: Hochgradig resistent gegen Säuren, Laugen und die meisten aggressiven Chemikalien.
- Nichtmagnetisch und elektrisch isolierend: Geeignet für den Einsatz in magnetisch empfindlichen oder elektrisch isolierten Umgebungen.
- Keine Reaktion mit geschmolzenen Metallen: Bleibt bei hohen Temperaturen in Kontakt mit geschmolzenen Metallen stabil und nicht reaktiv.
Siliziumnitrid-Keramikkugeln Anwendungen
- Luft- und Raumfahrt: Aufgrund ihrer Stabilität und Hitzebeständigkeit werden sie in Düsentriebwerken, Gasturbinen und anderen rotierenden Hochtemperaturkomponenten eingesetzt.
- Automobil-Rennsport: Sie werden in Hochleistungsmotorlagern eingesetzt, bei denen geringes Gewicht, niedrige Reibung und hohe Haltbarkeit entscheidend sind.
- Energiesektor: Integriert in Turbinen und Hochtemperaturmaschinen in Wind-, Gas- und Wärmekraftanlagen.
- Elektromotoren und Generatoren: Verhindert elektrischen Lochfraß und Isolationsversagen in Lagern, die elektrischen Strömen ausgesetzt sind.
- Medizinische Geräte: Geeignet für biokompatible Implantate und Präzisionsinstrumente aufgrund seiner nichtmagnetischen und inerten Eigenschaften.
Materialeigenschaften von Siliziumnitrid
Siliziumnitrid-Sorten
HMSN1000 wird durch ein Gasüberdrucksinterverfahren hergestellt, das weithin für die Herstellung von hochfesten Siliziumnitridteilen mit komplizierten Formen anerkannt ist. Das Verfahren beginnt mit einer Siliziumnitrid-Pulvermischung, die Sinteradditive - wie Yttriumoxid, Magnesiumoxid oder Aluminiumoxid - enthält, um während des Sinterns eine flüssige Phase zu erzeugen, sowie Bindemittel zur Verbesserung der strukturellen Integrität der vorgesinterten Form. Nach der Formgebung des Pulvers in die gewünschte Geometrie und der erforderlichen Grünbearbeitung werden die Bauteile in einem Stickstoffofen verdichtet. Diese Umgebung gewährleistet eine ordnungsgemäße Verfestigung und minimiert gleichzeitig den Materialverlust aufgrund von Verdampfung oder Zersetzung von Silizium, Stickstoff und den Zusatzstoffen.
Häufige Verwendungszwecke
- Komponenten für Luft- und Raumfahrtsysteme
- Wälz- und Gleitelemente in Lagereinheiten
- Hochbelastbare Teile für Verbrennungsmotoren
- Werkzeuge und Zubehör für Guss und Metallverarbeitung
- Strukturelle Teile in mechanischen Baugruppen
- Biokompatible Elemente für medizinische Geräte
HMSN2000 wird durch ein Heißpressverfahren hergestellt, bei dem Siliciumnitridpulver unter hohem Druck und erhöhter Temperatur gleichzeitig verdichtet wird. Für dieses Verfahren sind spezielle Geräte erforderlich, darunter Präzisionswerkzeuge und einachsige Pressen. Das Ergebnis ist eine dichte Keramik mit hervorragender Festigkeit und Haltbarkeit. Das Verfahren eignet sich jedoch aufgrund der begrenzten Möglichkeiten der Anlagen am besten für die Herstellung von Grundgeometrien. Da die Bauteile nicht im vorgesinterten (grünen) Zustand bearbeitet werden können, muss die gesamte Nachbearbeitung durch Diamantschleifen erfolgen, was sowohl zeitaufwändig als auch kostspielig ist. Daher ist dieses Verfahren in der Regel der Kleinserienfertigung einfacher Teile vorbehalten, bei denen eine hohe Materialgüte erforderlich ist.
Häufige Verwendungszwecke
- Strukturelle Teile in Luft- und Raumfahrzeugsystemen
- Ausrüstungs- und Rohrleitungskomponenten in der chemischen Verarbeitungsindustrie
- Reibungsarme Elemente für Motoren
- Werkzeuge und Verschleißteile für den Metallguss
- Tragende Teile und Präzisionsteile in Industriemaschinen
- Spezialisierte Stücke für medizinische und zahnmedizinische Instrumente
HMSN3000 nutzt das Verfahren des Heiß-Isostatischen-Pressens (HIP), bei dem Siliziumnitridpulver unter hohem Druck und hoher Temperatur verdichtet wird. Das Material wird in eine Kammer gelegt, die mit Inertgas unter Druck gesetzt wird, wodurch das Bauteil von allen Seiten einem gleichmäßigen Druck von bis zu 2000 bar ausgesetzt wird, während es gleichzeitig erhitzt wird. Dieses Verfahren trägt dazu bei, während des Sintervorgangs verbleibende Porosität oder Defekte zu beseitigen, was zu einem Material mit einer Dichte nahe dem theoretischen Maximum führt. Obwohl das HIP-Verfahren die mechanischen Eigenschaften, die Haltbarkeit und die allgemeine Zuverlässigkeit des Materials erheblich verbessert, beschränken die hohen Kosten und die Komplexität des Verfahrens seinen Einsatz auf hochspezialisierte Anwendungen.
Häufige Verwendungszwecke
- Komponenten für die Luft- und Raumfahrt und die Verteidigungsindustrie
- Präzisionslageranwendungen, insbesondere in Hochleistungsumgebungen
- Ausrüstungen und Komponenten in chemischen Verarbeitungsbetrieben und Industrieanlagen
- Motorenteile, die extremer Abnutzung und thermischer Belastung ausgesetzt sind
- Gießereiwerkzeuge und verschleißfeste Komponenten
- Hochleistungsteile für den Maschinen- und Anlagenbau
- Medizinische Komponenten, die eine hohe Festigkeit und Biokompatibilität erfordern
HMSN4000 wird in einem extrudierten Gasüberdrucksinterverfahren hergestellt, bei dem Siliziumnitridpulver mit Sinteradditiven wie Yttriumoxid, Magnesiumoxid und/oder Aluminiumoxid vermischt wird, um das Sintern in der Flüssigphase zu erleichtern. Zusätzlich werden Bindemittel beigefügt, um die mechanischen Eigenschaften der grünen Keramikstruktur zu verbessern. Der Extrusionsprozess hilft, das Material in die gewünschte Form zu bringen, und die Teile werden dann in einer kontrollierten Umgebung unter Gasüberdruck gesintert. Dieses Verfahren gewährleistet eine gleichmäßige Dichte und eine hervorragende mechanische Leistung und ist daher ideal für Hochleistungsanwendungen.
Häufige Verwendungszwecke
- Komponenten für die Luft- und Raumfahrtindustrie
- Lager, die in Hochleistungsmaschinen verwendet werden
- Ausrüstung für Chemieanlagen und industrielle Verarbeitung
- Verschleissfeste Teile für Motoren
- In Gießereien verwendete Komponenten
- Teile für Maschinenbausysteme
- Medizinische Komponenten für hochpräzise Instrumente
Siliziumnitrid-Keramik-Bearbeitung
Siliciumnitrid kann in grüner, biskuitierter oder vollständig gesinterter Form bearbeitet werden, wobei jede Form unterschiedliche Bearbeitungseigenschaften aufweist. Im Grün- oder Biskuitzustand lässt es sich leichter in komplexe Formen bringen, aber das Material schrumpft während des Sinterns um 20%, was die Maßgenauigkeit beeinträchtigt. Für enge Toleranzen muss vollgesintertes Siliciumnitrid mit Diamantwerkzeugen bearbeitet werden, ein präzises, aber aufgrund der Härte und Zähigkeit des Materials kostspieliges Verfahren.
Bearbeitungsmethoden und Überlegungen:
- Grün- oder Biscuit-Bearbeitung: Lässt sich leichter zu komplexen Formen verarbeiten, weist aber keine endgültige Maßgenauigkeit auf.
- Sinter-Schrumpfung: Das Material schrumpft während des Sinterprozesses um 20%, was sich auf die Abmessungen nach dem Sintern auswirkt.
- Enge Toleranzen: Für genaue Abmessungen muss nachgesintertes Material mit Diamantwerkzeugen bearbeitet werden.
- Diamant-Schleifen: Bei dieser Technik werden diamantbeschichtete Werkzeuge oder Räder verwendet, um das Material abzuschleifen und die gewünschte Form zu erhalten.
- Kosten und Zeit: Die Bearbeitung von völlig dichtem Siliciumnitrid ist aufgrund der Härte und Zähigkeit des Materials ein langsamer und teurer Prozess.
Siliziumnitrid-Keramik-Verpackungen
Siliziumnitrid-Keramikprodukte werden in der Regel in vakuumversiegelten Beuteln verpackt, um Feuchtigkeit oder Verunreinigungen zu vermeiden, und mit Schaumstoff umwickelt, um Erschütterungen und Stöße während des Transports zu dämpfen und die Qualität der Produkte in ihrem ursprünglichen Zustand zu gewährleisten.
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