Résistant à la corrosion
Résistance à haute température
Non magnétique, isolé électriquement
Faible conductivité thermique
Faible coefficient de dilatation thermique
Les pièces en nitrure de silicium sont des composants céramiques de précision fabriqués à partir de nitrure de silicium (Si₃N₄) pour des applications exigeantes exigeant une résistance, une dureté, une résistance à l’usure, une résistance aux chocs thermiques, une stabilité chimique, une isolation électrique et des performances fiables dans des environnements à température élevée.
Les pièces en nitrure de silicium sont des composants d’ingénierie standard ou personnalisés fabriqués à partir de céramique avancée en nitrure de silicium (Si₃N₄).Ils peuvent être fabriqués comme des roulements, des rouleaux, des arbres, des composants de moteur, des appareils de soudage, des composants de système de chauffage, des pièces d’équipement de semi-conducteurs, des composants de protection de thermocouples et d’autres éléments en céramique de précision.
Le nitrure de silicium est une céramique non oxydée haute performance choisie lorsque les matériaux conventionnels exigent une résistance mécanique, une dureté, une résistance à l’usure, une stabilité thermique, une stabilité chimique ou une isolation électrique supplémentaires.
Selon les informations techniques fournies, le nitrure de silicium offre une résistance élevée sur une large gamme de températures, une résistance à la rupture, une résistance à la flexion, une résistance à la fatigue mécanique et au fluage, une faible densité, une dureté élevée, une résistance à l’usure, une résistance aux chocs thermiques, une faible dilatation thermique, une isolation électrique, une résistance à l’oxydation et une résistance à la corrosion chimique.
La performance d’une pièce en nitrure de silicium commence avec la qualité céramique, la microstructure et la voie de fabrication choisie. Différentes méthodes de traitement au nitrure de silicium peuvent produire différentes combinaisons de densité, de résistance, de ténacité, de comportement thermique et de caractéristiques électriques.
La haute résistance sur une large plage de température soutient les composants céramiques chargés mécaniquement.
Haute dureté et résistance à l’usure des composants de soutien exposés au frottement, au glissement, aux chocs et aux contacts répétés.
Une faible dilatation thermique et des propriétés thermiques favorables soutiennent des applications impliquant des changements de température.
Les nuances de matériaux listées ont des densités autour de 3,18 à 3,40 g/cm³, fournissant une solution céramique relativement légère.
La résistivité de volume élevé et la résistance diélectrique soutiennent des composants électriquement isolants choisis.
La bonne oxydation et la résistance à la corrosion chimique soutiennent les environnements industriels exigeants.
Les valeurs suivantes sont des données de référence tirées du tableau matériel-propriété fourni par HCJL. Ils devraient être utilisés pour la sélection préliminaire des matériaux et l’évaluation technique plutôt que comme garanties universelles pour chaque composant fini.
| Propriété matérielle | unité | HCJL1000 | HCJL2000 | HCJL3000 | HCJL4000 |
|---|---|---|---|---|---|
| densité | g/cm³ | 3.18-3.40 | 3.18-3.40 | 3.18-3.26 | 3.23 de travail |
| Résistance à la compression | MPa MPa MPa | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 |
| Résistance à la flexion à 25°C ° c ° c | MPa | 680 | 970 | 765 — 830 | 850 |
| Résistance à la rupture KIC | MPa·m1/2 1/2 1/2 | 6,1 % de la population | 6,2 % de la population | Tableau 6.2-6.5 | 8,5 ans et plus |
| Jeune ' Module s | Le Le GPa | 300 | 300 | 300-310 et plus | 340 |
| dureté | GPa | 15 | 15 | 15.3 à 15.6 | 16 |
| Conductivité thermique à 20°C | L/l | 25 | 22 | 22 | 28 |
| Température maximale en atmosphère inerte * | °C | 1400 | 1400 | 1400 | 1200 |
| Température maximale dans l’air * | °C | 1200 | 1200 | 1200 | 1100 |
| Résistivité du volume à 25°C | ohm·cm | 1014 | 1014 | 1014 | 1012 |
| Résistance diélectrique DC à 25°C | KV /mm | 19 | 19 | 19 | 19 |
Lorsque le nitrure de silicium est converti en un composant d’ingénierie fini, les caractéristiques des matériaux deviennent des attributs des composants fonctionnels. La partie finale peut donc être conçue en fonction de la charge mécanique, du frottement, de la température, de l’isolation électrique, de l’exposition aux produits chimiques et des exigences dimensionnelles.
La haute résistance à la compression et à la flexion soutient les composants céramiques porteurs.
La dureté élevée soutient des applications impliquant le glissement, le roulement, l’abrasion et le contact mécanique répété.
Les nuances sélectionnées peuvent être utilisées dans des environnements à haute température soumis à une charge et à une atmosphère spécifiques à l’application.
Un faible CTE aide à contrôler les changements dimensionnels pendant les variations de température.
Une résistivité électrique élevée et une résistance diélectrique supportent les structures isolantes.
Les composants finis peuvent être usinés avec précision et broyés au diamant selon les exigences de l’application.
Les pièces en nitrure de silicium peuvent être conçues pour différents équipements en fonction de la combinaison requise de résistance, de résistance à l’usure, de stabilité thermique, de résistance chimique et d’isolation électrique.
Les billes de roulement, les rouleaux, les anneaux et les composants tournants connexes peuvent utiliser le nitride& de silicium#39; s dureté, résistance à l’usure et basse densité.
Les soupapes de moteur, les tampons de bras à bascule et les surfaces d’étanchéité sont identifiés comme des applications de nitrure de silicium.
Les composants si ₃N₄ peuvent être utilisés dans les équipements de processus de semi-conducteurs nécessitant une isolation électrique et des performances céramiques stables.
Les appareils de soudage, les appareils de soudage, les composants de positionnement et les buses de soudage TIG/plasma sont des applications identifiées.
Le nitrure de silicium peut être utilisé comme matériau de support pour les assemblages de bobines de chauffage par induction et les structures connexes à haute température.
Les pales de turbine, les aubes de guidage et les composants structurels à haute température sont des applications listées.
Les rouleaux de formage de tubes métalliques, matrices et autres composants céramiques à haute usure peuvent être fabriqués à partir de Si₃N₄.
Les assemblages d’éléments chauffants, les composants liés au creuset et les appareils à haute température peuvent utiliser de la céramique de nitrure de silicium.
Les pièces en nitrure de silicium sont généralement conçues selon les dessins des composants et les conditions d’application plutôt qu’une norme dimensionnelle universelle.
| spécification | Référence: | Importance de l’application |
|---|---|---|
| 1. Catégorie matérielle | HCJL1000 / HCJL2000 / HCJL3000 / HCJL4000 | Détermine les caractéristiques mécaniques, thermiques et électriques pertinentes. |
| 2. Dimensions des composants | OD, ID, longueur, largeur, épaisseur, profil ou géométrie définie par dessin | Contrôle l’ajustement de l’équipement, l’interface d’assemblage et la répartition de la charge. |
| 3. Finition de surface | Usinage de précision ou meulage au diamant | Important pour les applications de roulement, de glissement, d’étanchéité et de contact de précision. |
| 4. Exigence mécanique | Résistance, dureté, ténacité et module | Utilisé pour assortir le composant aux conditions mécaniques de charge, d’impact et d’usure. |
| 5. & thermique exigence électrique | Température, choc thermique, résistivité et exigences diélectriques | Aide à déterminer l’aptitude pour les applications à haute température et électriquement isolantes. |
Applications où une faible densité, une rigidité élevée, une capacité de température, une résistance à l’usure et une stabilité dimensionnelle sont requises.
Billes, rouleaux, anneaux et composants de roulements de précision nécessitant de la dureté, une résistance à l’usure et une densité relativement faible.
Soupapes de moteur, tampons de bras de basculement, surfaces d’étanchéité et autres composants exposés à l’usure ou à la température.
Composants personnalisés Si₃N₄ fabriqués autour des dessins des clients, des interfaces des équipements et des exigences d’ingénierie.
Rouleaux, arbres, matrices de formage, appareils de soudage, composants de positionnement et pièces mécaniques à haute usure.
Le nitrure de silicium est identifié dans la source fournie comme matériau pour composants médicaux. Les exigences d’application et de réglementation particulières doivent être évaluées individuellement.
Selon l’équipement et les exigences fonctionnelles, les pièces de nitrure de silicium peuvent inclure:
● nitrure de silicium portant des billes et des éléments de roulement
● paliers et anneaux de nitrure de silicium
● arbres et axes en céramique de précision
● vannes de moteur et composants d’usure
● Induction chauffage bobine supports
● pales de Turbine et aubes de guidage
● soudure et brasage luminaires
● composants de support d’élément de chauffage
● composants céramiques liés au creuset
● métal formant des rouleaux et des matrices
● TIG et injecteurs de soudage plasma
● tubes et gaines de protection de Thermocouple
● composants de traitement de semi-conducteurs
La voie de fabrication est choisie en fonction des propriétés des matériaux désirées, de la géométrie des composants, du volume de production et des exigences d’usinage.
Sélectionnez le grade Si₃N₄ approprié.
Préparer la poudre Si₃N₄ avec les additifs appropriés.
Créez la géométrie en céramique verte requise.
Caractéristiques complexes adaptées à la machine avant la densification finale.
Densifier la céramique dans des conditions contrôlées.
Atteindre des dimensions de précision et des surfaces fonctionnelles.
Vérifier les pièces finies par rapport aux exigences convenues.
| Le processus | Description du processus | Examen de la demande |
|---|---|---|
| HCJL1000 - frittage sous pression de gaz | La poudre de nitrure de silicium est combinée avec des auxiliaires de frittage et des liants, formée dans la géométrie requise et frittée dans une atmosphère d’azote pour favoriser la densification. | Le document fourni identifie cette voie pour les composants de nitrure de silicium à haute résistance et à géométrie complexe. |
| HCJL2000 - pressage à chaud | La poudre de nitrure de silicium et les auxiliaires de frittage sont pressés uniaxialement tout en étant chauffés à l’aide d’équipement et d’outillage dédiés. | La source décrit ce procédé comme produisant d’excellentes propriétés mécaniques et étant généralement adapté à des formes plus simples. |
| HCJL3000 - pressage isostatique à chaud | La haute température et la haute pression sont appliquées uniformément à l’aide de gaz inerte pour consolider la céramique et réduire la porosité. | Les informations fournies indiquent que HIP peut améliorer la densité, les propriétés mécaniques et la fiabilité, avec des coûts de traitement plus élevés. |
| HCJL4000 - frittage sous pression de gaz d’extrusion | La poudre de nitrure de silicium est combinée avec des auxiliaires de frittage et des liants et transformée en formes céramiques appropriées avant le frittage sous pression de gaz. | Convient pour les formes céramiques sélectionnées et l’usinage de précision ultérieur. |
HCJL1000, HCJL2000, HCJL3000 et HCJL4000 fournissent différentes combinaisons matériel-propriétés pour la sélection d’ingénierie.
Le frittage sous pression de gaz, le pressage à chaud, le pressage isostatique à chaud et le frittage sous pression de gaz d’extrusion sont des voies de procédé disponibles dans le système de matériel fourni.
Les composants peuvent être développés en fonction des plans du client, des interfaces des équipements, des dimensions et des exigences fonctionnelles.
L’usinage de précision et le meulage au diamant peuvent être incorporés pour le contrôle dimensionnel et les surfaces céramiques fonctionnelles.
Les caractéristiques mécaniques, thermiques et électriques peuvent être considérées ensemble lors du choix de la qualité céramique appropriée.
Les dessins des clients et les conditions de fonctionnement peuvent être utilisés comme base pour le développement de composants personnalisés en nitrure de silicium.
Le nitrure de silicium devrait être choisi comme matériau céramique technique plutôt que comme simple substitut direct d’un composant métallique. La pièce correcte en nitrure de silicium dépend de la relation entre la qualité du matériau, la géométrie, la charge, la température, l’atmosphère, le frottement, les exigences électriques et le processus de fabrication.
Par exemple, un composant de roulement peut prioriser la dureté, la résistance à l’usure, la densité, la précision dimensionnelle et la finition de surface. Un composant semi-conducteur peut mettre davantage l’accent sur l’isolation électrique, la stabilité chimique et la résistance à la température. Un appareil de soudage peut nécessiter une résistance aux chocs thermiques et une stabilité dimensionnelle, tandis qu’un composant aérospatial peut nécessiter un équilibre différent de la densité, de la rigidité et de la capacité de température.
XIAMEN HUACIJULI fournit des matériaux céramiques en nitrure de silicium et des solutions de composants personnalisés pour les roulements, les équipements aérospatiaux, les moteurs, les systèmes mécaniques, les équipements de soudage, le traitement des semi-conducteurs et d’autres applications industrielles exigeantes. Envoyez votre dessin, dimensions et conditions de fonctionnement pour une évaluation des pièces en nitrure de silicium spécifique à une application.
| Property | Unit | HCJL1000 | HCJL2000 | HCJL3000 | HCJL4000 |
|---|---|---|---|---|---|
| Density | g/cm3 | 3.18-3.40 | 3.18-3.40 | 3.18-3.26 | 3.23 |
| Compressive Strength | MPa | 3000 | 3000 | 3000 | 3000 |
| Flexural Strength @ 25°C | MPa | 680 | 970 | 760-830 | 850 |
| Weibull-Modulus m | – | 18 | 20 | 12 | 18 |
| Fracture Toughness KIc | MPa m1/2 | 6.1 | 6.2 | 6.2-6.5 | 8.5 |
| Young‘s Modulus | GPa | 300 | 300 | 300-310 | 340 |
| Poisson’s Ratio | – | 0.26 | 0.26 | 0.26 | 0.28 |
| Hardness | GPa | 15 | 15 | 15.3-15.6 | 16 |
| Property | Unit | HCJL1000 | HCJL2000 | HCJL3000 | HCJL4000 |
|---|---|---|---|---|---|
| Thermal Conductivity @ 20°C | W/mK | 25 | 22 | 22 | 28 |
| Thermal Shock Parameter R1 | K | 558 | 748 | 590-620 | 700 |
| Thermal Shock Parameter R2 | W/m | 14 | 18 | 15 | 19 |
| CTE1 25°C ➞ 250°C | 10-6/K | 1.4 | 1.4 | 1.4 | 1.9 |
| CTE1 25°C ➞ 1000°C | 10-6/K | 3.2 | 3.2 | 3.2 | 3.2 |
| Maximum Temperature (Inert) 2 | °C | 1400 | 1400 | 1400 | 1200 |
| Maximum Temperature (Air) 2 | °C | 1200 | 1200 | 1200 | 1100 |
1 Coefficient of Thermal Expansion (CTE) describes how the size of an object changes with a change in temperature.
2 No load.
| Property | Unit | HCJL1000 | HCJL2000 | HCJL3000 | HCJL4000 |
|---|---|---|---|---|---|
| Volume Resistivity @ 25°C | ohm-cm | 1014 | 1014 | 1014 | 1012 |
| Dielectric Strength DC @ 25°C | kV/mm | 19 | 19 | 19 | 19 |
| Dielectric Constant | 1 MHz | 8 | 8 | 8 | 7 |
Disclaimer: The values presented are mean and typical of those resulted from test samples. They are provided as an indication only to serve as guidance in the design of ceramic components and are not guaranteed in any way. The actual values can vary according to the shape and size of the envisioned component.
Si vous avez n’importe quelles suggestions ou questions, libérez SVP pour nous contacter.
