ลูกกลิ้งนำทางซิลิคอนไนไตรด์

คุณสมบัติทางกลที่ยอดเยี่ยม

คุณลักษณะที่โดดเด่นอย่างหนึ่งของลูกกลิ้งนำซิลิคอนไนไตรด์คือคุณสมบัติทางกลที่โดดเด่น ด้วยความหนาแน่นที่ต่ำมากที่ 3.2~3.25 g/cm³ วัสดุนี้จึงมีน้ำหนักเบาและแข็งแรงอย่างมาก ทำให้ลูกกลิ้งนำซิลิคอนไนไตรด์เหมาะสำหรับการใช้งานที่น้ำหนักเป็นปัจจัยสำคัญโดยไม่กระทบต่อความทนทาน ระดับความแข็งสูงของ HRA 92~94 ช่วยให้มั่นใจได้ว่าลูกกลิ้งมีความทนทานต่อการสึกหรอและการเสียดสีอย่างไม่น่าเชื่อ ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่ต้องเสียดสีและแรงกดดันอย่างต่อเนื่อง

ความทนทานต่อการแตกหักซึ่งอยู่ระหว่าง 6 ถึง 8 MPa·m1/2 แสดงให้เห็นถึงความสามารถของวัสดุในการทนต่อความเค้นเชิงกลที่สำคัญโดยไม่เกิดการแตกร้าว นอกจากนี้ ความแข็งแรงในการดัดงอ ≥ 900 MPa ช่วยให้มั่นใจได้ว่าลูกกลิ้งเหล่านี้สามารถรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างได้แม้จะอยู่ภายใต้ภาระหนักมาก ซึ่งยังเน้นย้ำถึงความแข็งแกร่งอีกด้วย

ลักษณะทางความร้อนที่เหนือกว่า

การจัดการระบายความร้อนเป็นส่วนสำคัญของการใช้งานในอุตสาหกรรมหลายประเภท และลูกกลิ้งนำซิลิคอนไนไตรด์ก็มีความโดดเด่นในโดเมนนี้ สามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิสูงถึง 1300~1600°C ลูกกลิ้งนำซิลิคอนไนไตรด์จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง การต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน (Thermal Shock) ได้ดีเยี่ยม โดยมีคุณลักษณะเฉพาะด้วยพารามิเตอร์ความเค้นความร้อนสูง ช่วยให้มั่นใจได้ว่าลูกกลิ้งนำซิลิคอนไนไตรด์สามารถทนต่อความผันผวนของอุณหภูมิอย่างรวดเร็วได้โดยไม่เกิดความเสียหาย

นอกจากนี้ ค่าการนำความร้อนต่ำที่ 23-25 ​​W/(m·K) ทำให้ลูกกลิ้งเหล่านี้มีความเชี่ยวชาญในการเป็นฉนวนความร้อน ดังนั้นจึงช่วยปกป้องส่วนประกอบอื่นๆ ของระบบจากความเครียดจากความร้อน คุณลักษณะนี้มีข้อได้เปรียบโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การแปรรูปโลหะและการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ ซึ่งการควบคุมความร้อนที่แม่นยำเป็นสิ่งสำคัญยิ่ง

ทนต่อสารเคมีและความทนทาน

ลูกกลิ้งนำซิลิคอนไนไตรด์มีความเสถียรทางเคมีที่โดดเด่น พวกมันทนทานต่อปฏิกิริยากับกรดอนินทรีย์ส่วนใหญ่ โดยมีกรดไฮโดรฟลูออริกเป็นข้อยกเว้นที่น่าสังเกต ความเฉื่อยของสารเคมีนี้ช่วยยืดอายุการใช้งานแม้ในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่รุนแรง ทำให้ลูกกลิ้งนำซิลิคอนไนไตรด์เหมาะสำหรับใช้ในภาคส่วนต่างๆ เช่น การแปรรูปทางเคมี ยา และการผลิตอาหาร

ประเภทของเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์

Semicorex นำเสนอเซรามิกซิลิคอนไนไตรด์หลักสองประเภทสำหรับลูกกลิ้งนำทาง: ซิลิคอนไนไตรด์เผาผนึกแรงดันแก๊ส (GPSN) และซิลิคอนไนไตรด์อัดร้อน (HPSN) แต่ละประเภทได้รับการออกแบบเพื่อให้เกิดประโยชน์เฉพาะตามข้อกำหนดการใช้งาน

ความดันก๊าซซิลิคอนไนไตรด์เผาผนึก (GPSN):วิธี GPSN เกี่ยวข้องกับการผสมผงซิลิกอนไนไตรด์กับตัวช่วยในการเผาผนึกเพื่อส่งเสริมการเผาผนึกในเฟสของเหลว ร่วมกับสารยึดเกาะเพื่อเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลของตัวเครื่องเซรามิกสีเขียว จากนั้นจึงอัดผงให้เป็นรูปร่างที่ต้องการ และเริ่มกระบวนการกรีนแมชชีนนิ่งได้ คอมแพ็คจะถูกวางลงในเตาเผาที่มีบรรยากาศไนโตรเจนที่มีแรงดัน เพื่อช่วยในการเพิ่มความหนาแน่นและป้องกันการระเหยหรือการสลายตัวของซิลิคอน ไนโตรเจน และสารเติมแต่ง กระบวนการนี้ส่งผลให้ได้วัสดุที่มีความหนาแน่นสูงและมีโครงสร้างที่สม่ำเสมอ ให้ประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในการใช้งานที่มีความต้องการสูง

ซิลิคอนไนไตรด์แบบกดร้อน (HPSN):HPSN ผลิตขึ้นโดยการกดผงซิลิกอนไนไตรด์ในแกนเดียว (พร้อมสารเติมแต่งจากการเผาผนึก) ขณะเดียวกันก็ให้ความร้อนไปพร้อมกัน กระบวนการนี้ต้องใช้การอัดและแม่พิมพ์แบบพิเศษ ส่งผลให้ได้ซิลิคอนไนไตรด์ที่มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยม อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้สามารถสร้างรูปทรงง่ายๆ ได้เท่านั้น เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะเครื่องจักรสีเขียวกับส่วนประกอบที่รีดร้อน การเจียรด้วยเพชรจึงเป็นวิธีเดียวที่จะสร้างรูปทรงที่ซับซ้อนได้ เนื่องจากต้นทุนที่สูงและความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับการเจียรเพชรและการอัดร้อน โดยทั่วไปการใช้ HPSN จึงถูกจำกัดอยู่เพียงการผลิตส่วนประกอบอย่างง่ายในปริมาณน้อย

ภาพ SEM-SE ของเซรามิก Si3N4 ที่กำลังขยาย 5,000 ×  และ b 30,000 × , การกระจายขนาดรูพรุน c และรูปแบบ d XRD ของตัวอย่าง Si3N4