Rouleau de guidage en nitrure de silicium

Propriétés mécaniques exceptionnelles

L’un des attributs les plus remarquables du rouleau de guidage en nitrure de silicium réside dans ses propriétés mécaniques exceptionnelles. Bénéficiant d'une très faible densité de 3,2 à 3,25 g/cm³, ce matériau est à la fois léger et extrêmement résistant. Cela rend le rouleau de guidage en nitrure de silicium idéal pour les applications où le poids est un facteur critique sans compromettre la durabilité. L'indice de dureté élevé HRA 92~94 garantit que les rouleaux sont incroyablement résistants à l'usure et à l'abrasion, ce qui les rend adaptés aux environnements soumis à une friction et une pression continues.

La ténacité à la rupture, évaluée entre 6 et 8 MPa·m1/2, démontre la capacité du matériau à supporter des contraintes mécaniques importantes sans se fissurer. De plus, la résistance à la flexion de ≥ 900 MPa garantit que ces rouleaux peuvent conserver leur intégrité structurelle même sous des charges importantes, soulignant ainsi leur robustesse.

Caractéristiques thermiques supérieures

La gestion thermique est un aspect essentiel de nombreuses applications industrielles, et les rouleaux de guidage en nitrure de silicium excellent dans ce domaine. Capable de fonctionner à des températures allant jusqu'à 1 300 ~ 1 600 °C, le rouleau de guidage en nitrure de silicium est bien adapté aux environnements à haute température. Leur excellente résistance aux chocs thermiques, caractérisée par des paramètres de contrainte thermique élevés, garantit que le rouleau de guidage en nitrure de silicium peut résister à des fluctuations rapides de température sans subir de dommages.

De plus, la faible conductivité thermique de 23 à 25 W/(m·K) rend ces rouleaux capables d'isoler la chaleur, protégeant ainsi les autres composants du système des contraintes thermiques. Cette fonctionnalité est particulièrement avantageuse dans les industries telles que la transformation des métaux et la fabrication de semi-conducteurs, où un contrôle thermique précis est primordial.

Résistance chimique et durabilité

Les rouleaux de guidage en nitrure de silicium présentent une stabilité chimique remarquable. Ils résistent à la réaction avec la plupart des acides inorganiques, l’acide fluorhydrique étant une exception notable. Cette inertie chimique prolonge leur durée de vie même dans des environnements chimiques difficiles, ce qui rend le rouleau de guidage en nitrure de silicium adapté à une utilisation dans des secteurs tels que la transformation chimique, les produits pharmaceutiques et la production alimentaire.

Types de céramiques de nitrure de silicium

Semicorex propose deux principaux types de céramiques de nitrure de silicium pour leurs rouleaux de guidage : le nitrure de silicium fritté sous pression gazeuse (GPSN) et le nitrure de silicium pressé à chaud (HPSN). Chaque type est conçu pour offrir des avantages spécifiques en fonction des exigences de l'application.

Nitrure de silicium fritté sous pression de gaz (GPSN) :La méthode GPSN consiste à mélanger de la poudre de nitrure de silicium avec des auxiliaires de frittage pour favoriser le frittage en phase liquide, ainsi que des liants pour améliorer la résistance mécanique du corps céramique vert. La poudre est ensuite pressée pour lui donner la forme souhaitée et un usinage vert peut avoir lieu. Les compacts sont placés dans un four avec une atmosphère d'azote sous pression pour faciliter la densification et empêcher l'évaporation ou la décomposition du silicium, de l'azote et des additifs. Ce processus donne un matériau très dense et uniformément structuré, offrant des performances supérieures dans les applications exigeantes.

Nitrure de silicium pressé à chaud (HPSN) :Le HPSN est produit en pressant uniaxialement de la poudre de nitrure de silicium (avec des additifs de frittage) tout en appliquant simultanément de la chaleur. Ce processus nécessite une presse et une filière spécialisées, ce qui donne du nitrure de silicium doté d'excellentes propriétés mécaniques. Cependant, seules des formes simples peuvent être réalisées grâce à cette méthode. Puisqu’il est impossible d’usiner à vert un composant pressé à chaud, le meulage au diamant est le seul moyen de créer des géométries complexes. En raison des coûts élevés et des défis associés au meulage et au pressage à chaud du diamant, l'utilisation du HPSN est généralement limitée à la production de composants simples en petites quantités.

Images SEM-SE de la céramique Si3N4 à des grossissements de 5 000 × et b 30 000 × , distribution de la taille des pores c et profil DRX de l'échantillon de Si3N4