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氮化硅陶瓷的应用领域

26-09-2023

 NO.1:旋转机械的心脏,机械零部件的雕塑家

 

氮化硅陶瓷在各种机械领域有着广泛的应用,包括高速切削工具、轴承、发动机刮刀叶片、燃气轮机导向叶片和涡轮叶片。

 

Ceramic Bearing Balls在这些应用中,氮化硅陶瓷轴承球是应用最广泛的产品,占全球高性能氮化硅产品年产量的三分之一。氮化硅陶瓷轴承球与钢球相比具有明显的优势,包括密度低、耐高温、自润滑、耐腐蚀、疲劳寿命与钢球相似。由于高速旋转系统中的陶瓷球会产生离心应力,氮化硅的低密度可减少高速旋转部件外圈上的这些应力。致密 Si3N4 陶瓷还表现出高断裂韧性、高模量和自润滑特性,使其对各种形式的磨损具有高度抵抗力,能够承受可能导致其他陶瓷材料破裂、变形或塌陷的恶劣环境,包括极端环境。温度、大的温度变化和超高真空条件。因此,氮化硅陶瓷轴承球在精密机床轴承、汽车轴承、风力发电机绝缘轴承、石化行业腐蚀高温环境轴承等方面有着广泛的应用。

 

此外,氮化硅轴承具有出色的电绝缘性,解决了与电腐蚀相关的问题,这些问题可能导致表面损坏、润滑剂过早老化、异常噪音,并最终导致轴承故障。这使得它们特别适合用于电动汽车和其他领域。

 

氮化硅陶瓷也常用于高速切削刀具领域,尽管高速陶瓷切削刀具通常需要比氮化硅轴承更高的强度和韧性。许多公司使用高性能氮化硅陶瓷来制造切削工具。


 

NO.2:耐磨、耐腐蚀——坚韧如钉

 

氮化硅陶瓷具有出色的抗蠕变性、抗氧化性和低热膨胀性,因此具有出色的耐腐蚀性和耐磨性。除了轴承和切削工具外,氮化硅陶瓷材料还适合在各种恶劣环境下使用。它们具有优异的高温强度、耐腐蚀性和抗蠕变性,使其成为核工业密封表面的理想材料。它们可用于锅炉反应堆水泵、压水堆水泵和耐腐蚀硼酸水处理等应用。氮化硅材料还可应用于压缩机、发动机、发电机、电动机和涡轮机中的旋转部件。

 

此外,氮化硅在超细研磨领域发挥着重要作用。氮化硅陶瓷研磨介质硬度高,仅次于金刚石、立方氮化硼等少数超硬材料,摩擦系数低,在超细粉和食品加工行业的应用中表现出色,具有更高的硬度和优异的耐磨性与传统研磨介质相比。

 

NO.3:陶瓷基板——高效散热是使命

 

氮化硅陶瓷基板广泛应用于新能源汽车领域。在电动汽车中,大功率封装元件在调节车速以及交直流电源之间的转换方面发挥着至关重要的作用。这些应用中的高频热循环对电子封装的散热提出了严格的要求。此外,复杂多样的使用环境要求包装材料具有良好的耐热冲击性和高强度来提供支撑。氮化硅基板的高导热性和优异的机械性能可显着延长电子模块的使用寿命。

 

NO.4:生物医学领域——人工骨的最佳解决方案

 

氮化硅陶瓷除了具有高强度和韧性外,还具有优异的化学稳定性和生物相容性,非常适合用作生物医用陶瓷。与传统的氧化锆基生物医学陶瓷相比,氮化硅陶瓷材料具有卓越的抗感染性和促进骨骼生长和整合的能力。此外,氮化硅陶瓷具有高表面硬度、耐磨性和多孔特性,支持骨组织的生长并提供持久的生物固定。这些特性使氮化硅陶瓷适合生物医学领域的应用,包括植入物、膝关节以及外科和骨科手术部件。

 

NO.5:航空航天——恶劣环境下的可靠性

 

氮化硅陶瓷材料具有高强度、耐高温、化学稳定性优异等优点,适合航空航天工业的严格要求。氮化硅陶瓷在航空航天领域有两大应用:

 

首先,氮化硅被认为是少数能够承受氢/氧火箭发动机产生的剧烈热冲击和热梯度的单片陶瓷材料之一,使其适合用于火箭发动机喷嘴喉部。与金属材料相比,氮化硅陶瓷喷嘴可以承受更高的燃烧温度,从而产生更大的推力。喷嘴边缘的高稳定性保证了射流更加均匀。

 

其次,氮化硅用作航空航天发动机的轴承。在航空发动机设计中,轴承材料和技术始终占发动机整体性能的90-95%以上。陶瓷轴承,特别是热等静压氮化硅陶瓷轴承,为航空航天装备特别是高速大功率主轴轴承的发展提供了关键的技术支撑。经过50多年的研究和积累,

 

 氮化硅陶瓷轴承已应用于直升机主传动系统、航空辅助动力装置(APU)、飞机附件传动、导弹发动机、火箭发动机、卫星等领域,成为高端高速大功率主轴的标准轴承制造设备。

 

NO.6:导弹天线防护头盔

 

导弹作为精确打击武器以其破坏力而闻名。为了确保导弹打击的准确性,保护导弹内部的天线和雷达有效运行至关重要。这就是天线盖(也称为头盔)的设计发挥作用的地方。天线罩是一种旨在保护内部天线免受恶劣环境条件影响的设施。它必须满足形状方面的空气动力学要求,以及机械和电气性能要求。

 

虽然航空应用的标准天线罩可能由树脂基复合材料制成,但导弹天线罩需要耐高温,有机材料不再适合。因此,陶瓷材料,特别是氮化硅陶瓷,逐渐成为导弹天线罩的首选材料。氮化硅陶瓷天线罩因其优异的机械性能、热稳定性、低介电常数和优异的抗雨水侵蚀能力而受到青睐。它们可以承受恶劣的飞行条件,包括热振动,使氮化硅陶瓷成为天线罩的有前途的材料。

Ceramic Dowel Pin For Projection Welding

 

NO.7:化工冶金行业——1400℃无畏

 

氮化硅陶瓷材料表现出优异的化学稳定性和优异的机械性能,使其适用于冶金行业热工设备的各种部件,例如坩埚、燃烧喷嘴和铝电解槽的衬里。氮化硅陶瓷具有良好的抗氧化性,耐温高达1400℃,在1400℃以下的干燥氧化气氛中仍能保持稳定,最高使用温度为1300℃。氮化硅材料还可用于快速冷却和加热环境,使其适用于冶金行业的广泛应用。

 

NO.8:焊接行业——高精度、不粘连

 

氮化硅陶瓷无压烧结技术的发展,使制造氮化硅陶瓷成为可能Si3N4 Ceramic Parts复杂形状的氮化硅陶瓷元件,显着扩展了氮化硅材料的应用范围。这其中就包括现代工业制造中不可缺少的焊接行业。氮化硅陶瓷焊针焊接滚轮比传统材料具有更长的使用寿命,并能实现高精度的凸焊。氮化硅焊接部件在使用过程中还表现出高耐磨性和抗粘着性,从而延长了使用寿命并降低了运营成本。

 

NO.9:时尚酷炫的可穿戴技术

 

氮化硅陶瓷除了具有高强度、韧性、硬度和优异的生物相容性外,还具有优异的耐腐蚀性和较低的体积密度,使其适合用于可穿戴技术。氮化硅常用于日常佩戴的表壳,因为它能有效抵抗磨损。

 

这些应用展示了氮化硅陶瓷在各个行业的多功能性和卓越性能,并凸显了它们在现代技术和制造中的重要性。




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