Siliziumnitrid (Si₃N₄)
Siliziumnitrid (Si₃N₄) ist eine hochentwickelte technische Keramik, die für ihre außergewöhnliche Kombination von mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften bekannt ist. Dieses Siliziumnitrid-Material ist zu einer wichtigen Lösung in Branchen geworden, die hohe Festigkeit, Verschleißfestigkeit, thermische Stabilität und Zuverlässigkeit unter extremen Bedingungen erfordern. Siliziumnitridkeramik besteht aus Silizium- und Stickstoffatomen, die eine starke kovalente Bindungsstruktur bilden, und bietet Leistungsmerkmale, die herkömmlichen Metallen und anderen Keramiken weit überlegen sind.
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Materielle Vorteile
Siliciumnitrid hat einen geringeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als andere technische Keramiken, was zu einer hervorragenden Temperaturwechselbeständigkeit führt. Seine außergewöhnliche Härte übertrifft die Hochtemperaturbeständigkeit der meisten Metalle, und es weist auch eine ausgezeichnete Oxidationsbeständigkeit auf. Dadurch ist es in der Lage, den anspruchsvollsten Hochtemperatur- und Hochlastanwendungen standzuhalten.
Video-Erklärung zu Siliziumnitrid
Industrielle Anwendungen
Siliziumnitrid-Si₃N₄-Keramiken werden aufgrund ihrer hohen Festigkeit, ausgezeichneten Verschleißfestigkeit, hervorragenden Temperaturwechselbeständigkeit und zuverlässigen elektrischen Isolierung in vielen Branchen eingesetzt. Nachfolgend finden Sie eine Übersicht über die wichtigsten Anwendungsbereiche:
Verfügbare Klassenstufen
Great Ceramic bietet Siliziumnitrid-Keramik in verschiedenen Qualitäten an, um den unterschiedlichen technischen Anforderungen gerecht zu werden:
Gasdruckgesinterte Siliziumnitridkeramik (GPSN)
Die gasgesinterten Siliziumnitridkeramiken (GPSN) von Great Ceramic sind Hochleistungs-Siliziumnitridwerkstoffe, die unter Hochtemperatur-Stickstoffatmosphäre und Druck hergestellt werden. Im Vergleich zu heißgepresstem Siliziumnitrid (HPSN) ermöglicht das Gasdrucksinterverfahren ein endkonturnahes Sintern und die Herstellung großer, komplex geformter Teile bei gleichzeitiger Beibehaltung hervorragender mechanischer und thermischer Eigenschaften, was eine breitere Anwendung in industriellen Anwendungen ermöglicht. GPSN ist für seine ausgewogene Leistung, seine erschwinglichen Kosten und sein breites Anwendungsspektrum bekannt und gehört derzeit zu den am häufigsten verwendeten Arten von Siliziumnitridkeramik.
Materialeigenschaften
Typische Anwendungen
Great Ceramic verfügt über umfassende Kapazitäten zur Verarbeitung von Siliziumnitridkeramik und bietet eine breite Palette an standardisierten Siliziumnitridkeramikstäben und -platten an. Great Ceramic bietet auch ein umfassendes Angebot an kundenspezifischen Verarbeitungsdienstleistungen, die auf die Bedürfnisse der Kunden zugeschnitten sind, vom komplexen Formen der Teile bis zum Präzisionsschleifen und Polieren. Dadurch wird sichergestellt, dass unsere Produkte die anspruchsvollen Anforderungen industrieller Anwendungen an Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Zuverlässigkeit erfüllen. Diese Produkte werden häufig in Lagern, Kolben, Dichtungen, Motorkomponenten und anderen Hochleistungsbauteilen eingesetzt.
Heißgepresste Siliziumnitrid-Keramik (HPSN)
Die von Great Ceramic angebotene heißgepresste Siliziumnitridkeramik (HPSN) ist eine hochdichte Strukturkeramik, die durch die gleichzeitige Anwendung von hoher Temperatur und einachsigem Druck hergestellt wird. Sie zeichnen sich durch eine dichte Mikrostruktur, wenige Defekte und Eigenschaften aus, die sich den theoretischen Grenzen nähern, was zu den höchsten mechanischen und thermischen Eigenschaften aller Siliziumnitridkeramiken führt. Aufgrund des komplexen Herstellungsverfahrens und der hohen Kosten wird heißgepresstes Siliciumnitrid vor allem in hochwertigen und speziellen Anwendungen eingesetzt.
Materialeigenschaften
Anwendungsbereiche
Heißgepresste Siliziumnitridkeramiken stellen mit ihren außergewöhnlichen mechanischen und thermischen Eigenschaften die "Leistungsgrenze" des Siliziumnitridsystems dar und eignen sich daher für kritische Kernkomponenten unter extrem anspruchsvollen Bedingungen. Aufgrund der begrenzten Verarbeitungsdimensionen und der hohen Kosten werden sie jedoch vor allem in Anwendungen eingesetzt, die höchste Leistungen erfordern.
Wichtige Eigenschaften des Materials
Great Ceramic bietet eine Vielzahl von Materialien zur Auswahl. Die folgenden Werte sind typische Materialeigenschaften und können je nach Produktkonfiguration und Herstellungsverfahren variieren. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an kontaktieren Sie uns.
Mechanische Eigenschaften
| Eigenschaften | Einheit | GPSN | HPSN | HTCSNS |
|---|---|---|---|---|
| Farbe | -- | Grau oder schwarz | Grau oder schwarz | Grau oder schwarz |
| Dichte | g/cm³ | 3.2 | 3.3 | 3.25 |
| Härte | GPa | 15 | 16 | 15 |
| Druckfestigkeit | MPa | 2500 | 3000 | 2500 |
| Biegefestigkeit | MPa | 700 | 900 | 600~800 |
| Bruchzähigkeit | MPa・m1/2 | 5~7 | 6~8 | 6~7 |
| Elastizitätsmodul | GPa | 300 | 300 | 300~320 |
| Poissons-Verhältnis | -- | 0.25 | 0.28 | 0.25 |
Thermische Eigenschaften
| Eigenschaften | Einheit | GPSN | HPSN | HTCSNS |
|---|---|---|---|---|
| Maximale Einsatztemperatur | ℃(Ohne Last) | 1100 | 1300 | 1100 |
| Wärmeleitfähigkeit @ 25°C | W/(m・K) | 15~20 | 20~25 | 80~100 |
| Thermische Ausdehnung a bei 40-400°C | 1 x 10-6/°C | 3 | 3.1 | 3 |
| Spezifische Wärme | J/(kg・K) | 660 | 650 | 680 |
| Thermoschockbeständigkeit | ℃(In Wasser legen) | 550 | 800 | -- |
Elektrische Eigenschaften
| Eigenschaften | Einheit | GPSN | HPSN | HTCSNS |
|---|---|---|---|---|
| Dielektrizitätskonstante | 1MHz | 6~8 | 8 | 7.8 |
| Durchschlagfestigkeit (6,35 mm) | ac-kV/mm | 15 | 17 | -- |
| Volumenwiderstand @ 25°C | Ω・cm | ＞1014 | ＞1014 | ＞1014 |
| Volumenwiderstand @ 500°C | Ω・cm | ＞1010 | ＞1010 | ＞1010 |
*Bei nicht zu hohen Temperaturen hat Si3N4 eine hohe Festigkeit und Schlagzähigkeit, aber es wird mit der Zunahme der Nutzungsdauer über 1200℃ beschädigt, wodurch seine Festigkeit verringert wird, und es ist anfälliger für Ermüdungsschäden über 1450℃, so dass Si3N4 Die Betriebstemperatur im Allgemeinen nicht über 1300 ℃.
Anwendungsfälle für Materialien
Siliziumnitrid-Keramik (Si₃N₄) wird wegen seiner außergewöhnlichen mechanischen Festigkeit, seiner überragenden Bruchzähigkeit, seiner geringen Dichte, seiner ausgezeichneten Temperaturwechselbeständigkeit und seines hervorragenden Verschleißverhaltens geschätzt, was es zu einem der zuverlässigsten Materialien für anspruchsvolle technische Anwendungen macht. Im Folgenden werden einige der häufigsten und wirkungsvollsten Anwendungsfälle von Siliziumnitrid-Keramikteilen in verschiedenen Branchen vorgestellt:
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Siliziumnitrid-Keramik-Bearbeitung
Siliziumnitrid-Si₃N₄-Keramik gehört zu den härtesten technischen Keramiken und erfordert fortschrittliche Bearbeitungstechniken, um präzise Geometrien zu erzielen. Great Ceramic bietet branchenführende Bearbeitungsmöglichkeiten und gewährleistet Genauigkeit, Langlebigkeit und Konsistenz für missionskritische Anwendungen.
Wir verwenden Diamantschleifen, mehrachsige CNC-Bearbeitung, Präzisionsläppen und ultrafeines Polieren, um Toleranzen im Mikrometerbereich und außergewöhnliche Oberflächengüten zu erzielen. Unsere Fähigkeiten unterstützen Hochleistungskomponenten, darunter Keramikstäbe, Präzisionslagerkugeln, Substrate und Turbinenteile.
Darüber hinaus bieten wir Metallisierungs-, Löt-, Montage- und Oberflächenbehandlungsdienstleistungen an, die eine nahtlose Integration von Keramikmaterialien in fortschrittliche Systeme ermöglichen. Wir kombinieren modernste Technologie und fundiertes Fachwissen, um hochwertige, maßgeschneiderte Keramiklösungen für globale Märkte zu liefern.
