L’entreposage au froid à basse température, les équipements de réfrigération cryogénique et les dispositifs de traitement industriel à l’azote liquide fonctionnent dans des environnements d’exploitation sous zéro allant de -20°C à -196°C. De nombreux composants de laminage en métal souffrent de fragilité à froid, de déformation par rétrécissement et de défaillance de performance dans un environnement à très basse température, tandis que les billes de nitrure de silicium se distinguent en tant que pièces de roulement et de support fiables en raison de la stabilité structurelle supérieure à basse température.
La plupart des matériaux métalliques éprouvent une contraction à froid évidente et une fragilisation cristalline interne sous la température de congélation; Les billes d’acier deviennent cassantes et sujettes à la fissuration sous une légère charge d’impact à l’intérieur des roulements de compresseur de réfrigération à basse température. La céramique de nitrure de silicium possède un coefficient extrêmement bas de dilatation thermique linéaire, produisant une contraction dimensionnelle minimale, même dans un environnement à ultra-basse température d’azote liquide, gardant une géométrie sphérique complète et une ténacité mécanique sans risque de fissuration fragile. Cette propriété de noyau garantit un fonctionnement stable des roulements de ventilateur de réfrigération, des roulements rotatifs de compresseur et des supports de roulement de convoyeur à chaîne du froid.
L’espace interne d’entreposage au froid comporte l’humidité élevée et le gel condensé toute l’année, le gel de l’eau et la solution antigel de réfrigération corrodent facilement les pièces ordinaires de roulement en métal et accélèrent le vieillissement de l’équipement. Les billes de nitrure de silicium sont complètement imperméables à l’eau, à l’antigel au glycol et au milieu de réfrigération commun, aucune corrosion électrochimique ou rouille de surface n’apparaît après des cycles de gel et de dégel alternatifs de longue durée. Dans les systèmes de guidage à rouleaux stéréoscopiques d’entrepôt d’entreposage automatisé au froid, les éléments de roulement en nitrure de silicium maintiennent un mouvement alternatif en douceur dans un environnement humide givré sans défaillance coincée.
La limitation de la lubrification à basse température est un autre avantage important favorisant la promotion des billes de nitrure de silicium dans l’industrie de la réfrigération. Les roulements en acier conventionnels ont besoin d’un lubrifiant spécialisé épais à basse température pour prévenir l’usure sèche par frottement, mais l’huile de lubrification à faible viscosité a tendance à se solidifier sous un froid extrême et perd son effet lubrifiant. Les billes de nitrure de silicium possèdent une propriété auto-lubrifiante fine, capable d’un fonctionnement à sec à court terme stable lorsque le lubrifiant ne fonctionne pas normalement, ce qui améliore le coefficient de sécurité de fonctionnement de l’équipement de réfrigération et réduit les risques d’arrêt soudain causés par une défaillance du lubrifiant.
Avec l’expansion rapide de la logistique mondiale de la chaîne du froid et de l’industrie du stockage de réactifs biologiques à basse température, les billes de nitrure de silicium deviennent des accessoires essentiels résistant à l’usure pour les équipements cryogéniques haute performance de nouvelle génération.
