Siliziumnitrid-Keramik Si3N4 Keramik rotierende Kugellager / Rollenlager

Arten von Siliziumnitrid

Es gibt verschiedene Methoden zur Herstellung von Siliziumnitrid, wobei alle Materialien mit leicht unterschiedlichen Eigenschaften hergestellt werden.

• Reaktionsgebundenes Siliziumnitrid (RBSN)

• Reaktionsgebundenes Sintersiliconnitrid (SRBSN)

• Gasdruckgesintertes Siliziumnitrid (GPSN)

• Warmgepresstes Siliziumnitrid (HPSN)

• warm isostatisch gepresstes Siliziumnitrid (HIP-SN)

Reaktionsgebundenes Siliziumnitrid (RBSN)

In den frühen Tagen des Siliziumnitrides wurde alles durch Reaktionsbindung hergestellt, da es schwierig war, ein Siliziumnitridpulver zu produzieren.Ein Siliziumkompact wird in einer stickstoffreichen Atmosphäre erhitzt Es gibt wenig Schrumpfung in diesem Prozeß, was die grüne Bearbeitung (Bearbeitung des Kompaktes vor dem Sintern) sehr effektiv macht.Die mechanischen Eigenschaften von RBSN sind aufgrund ihrer begrenzten Dichte (ca. 70 ∼ 85%) nicht gut.Außerdem führt die Porenstruktur durch ihre geringe Dichte zu hohen Oxidationsraten und schlechter Erosionsbeständigkeit.

Reaktionsgebundenes Sintersiliconnitrid (SRBSN)

Bei der Reaktionsbunden-Sintermethode wird jedoch das gleiche Verfahren wie oben angewandt.In das ursprüngliche Pulver werden Sintermittel eingebracht (um die Sinterung in flüssiger Phase zu fördern) und ein zusätzliches Sinterverfahren folgtNachdem das Siliziumkompakte nitriert wurde, wird der poröse Siliziumnitridkörper in einen Hochdruck-Nitridöfen gelegt, um die Poren zu entfernen und ein viel dichteres Produkt zu erzeugen.Diese Methode ist ziemlich alt und wurde vor allem wegen der Schwierigkeiten bei der Herstellung von Siliziumnitridpulver in den frühen Tagen verwendet..

Gasdruckgesintertes Siliziumnitrid (GPSN)

Dies ist die beliebteste Methode zur Herstellung hochfester und komplexer Silikonnitridkomponenten.Bei der GPSN-Methode wird ein Siliziumnitridpulver verwendet, das mit Sintermitteln gemischt wurde, um das Sintern der flüssigen Phase (typischerweise Ytria) zu fördern.Das Pulver wird in die gewünschte Form gepresst und eine grüne Bearbeitung kann stattfinden.Die Kompakte werden dann in einen Ofen mit einer unter Druck stehenden Stickstoffatmosphäre gelegt, um die Verdichtung zu unterstützen und die Verdunstung/Zersetzung des Siliziums zu verhindern, Stickstoff und Zusatzstoffe

Gasdruckgesintertes Siliziumnitrid (GPSN)

Precision Ceramics hat eine Reihe von Standard-Siliziumnitrid-Keramikstäben, die mit hoher Präzision zu einer exzellenten Oberflächenverarbeitung hergestellt wurden.oder in einer Vielzahl anderer BaugruppenDarüber hinaus bietet Precision Ceramics vollständige Bearbeitungs- und Schleifdienste für die kundenspezifische Herstellung von Siliziumnitridkomponenten an.

Warmgepresstes Siliziumnitrid (HPSN)

HPSN wird durch einseitiges Pressen von Siliziumnitridpulver (mit Sinterzusatzstoffen) und gleichzeitiges Aufwärmen hergestellt.Es erzeugt ein Siliziumnitrid mit ausgezeichneten mechanischen EigenschaftenDa es unmöglich ist, eine warmgepresste Komponente in einer grünen Maschine herzustellen, ist das Schleifen von Diamanten der einzige Weg, um komplexe Geometrien zu erzeugen.Aufgrund der hohen Kosten und Schwierigkeiten bei der Schleif- und Heißpressung von Diamanten, beschränkt sich sein Einsatz in der Regel auf die Herstellung einfacher Bauteile in kleinen Mengen.

Silikonnitrid, warm isostatisch gepresst (HIP-SN)

Diese Methode konsolidiert das Siliziumnitridpulver unter hohem Druck und hohen Temperaturen.Ein Siliziumnitridkörper mit geschlossener Porosität wird isostatisch (einheitlicher Druck auf allen Seiten) über ein inertes Gas bei bis zu 2000 bar gedrückt, während die Kammer gleichzeitig erhitzt wirdDieses Verfahren drückt während des Sinterns alle Poren/Mängel effektiv aus dem Material und bringt die Dichte näher an die theoretische.jedoch, ist es ein teures Verfahren, das in der Regel nur in sehr ausgewählten Fällen verwendet wird.

Verarbeitung von Siliziumnitrid

Siliziumnitrid kann in grünen, biskuitigen oder vollständig dichten Zuständen bearbeitet werden.Der Sinterprozess, der zur vollständigen Verdichtung des Materials erforderlich ist, führt dazu, dass sich der Körper des Siliziumnitrides um etwa 20% schrumpft.Diese Schrumpfung bedeutet, daß es unmöglich ist, bei der Bearbeitung von Siliziumnitrid vor dem Sintern sehr enge Toleranzen zu halten.Vollgesintertes Material muss mit Diamantwerkzeugen bearbeitet/geschliffen werdenDieses Verfahren verwendet ein sehr präzises mit Diamanten beschichtetes Werkzeug/Rad, um das Material abzuschleifen, bis die gewünschte Form entsteht.Dies kann zeitaufwendig und kostspielig sein.