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氮化硅陶瓷球的優點和特性

來源:|作者:金瑞 |發布時間:2022-02-01 |次瀏覽
氮化硅陶瓷球具有的優點和特性陶瓷種類繁多,雖然氮化硅在工業陶瓷中不是很硬的,韌性也不是很高的,但是在要求高性能的軸承應用中,氮化硅被認為具有很佳的機械物理綜合特性。氮化硅的一個很大的優點是,如果發生失效,那么失效是以類似于軸承鋼失效的方式即局部剝落方式發生的,其它類型的陶瓷材料則以災難性的碎裂方式損壞。作為滾動軸承用的材料,從滾動損耗壽命和可靠性的觀點看,氮化硅能勝任。氮化硅陶瓷的優點和特性2.1

氮化硅陶瓷球具有的優點和特性


陶瓷種類繁多,雖然氮化硅在工業陶瓷中不是很硬的,韌性也不是很高的,但是在要求高性能的軸承應用中,氮化硅被認為具有很佳的機械物理綜合特性。

氮化硅的一個很大的優點是,如果發生失效,那么失效是以類似于軸承鋼失效的方式即局部剝落方式發生的,其它類型的陶瓷材料則以災難性的碎裂方式損壞。作為滾動軸承用的材料,從滾動損耗壽命和可靠性的觀點看,氮化硅能勝任。


氮化硅陶瓷的優點和特性

2.1 耐熱性

一般鋼制的軸承使用溫度超過120℃時,硬度就會降低,滾動壽命也會下降。而氮化硅具有很好的溫度特性,特別適用于高溫環境。高溫環境下,軸承鋼已經喪失了其硬度和強度,而陶瓷材料即使在高溫下強度和硬度也不會發生變化,所以對于用在高溫環境的軸承來說,該材料是非常適合的。


2.2離心力

氮化硅的密度約為3.24×103 kg/m3,而軸承鋼的密度約為7.8×103 kg/m3,僅為軸承鋼密度的40%左右,所以當滾動體使用陶瓷時,軸承在高速旋轉時能夠約束因離心力作用引起的滾動體載荷的增加。


2.3線膨脹系數

氮化硅的線膨脹系數大約是軸承鋼的1/4,所以隨溫度變化的尺寸變化量小,故有益于在溫度變化大的環境中使用。

氮化硅陶瓷球的優點和特性

2.4硬度、彈性系數、泊松比

因為氮化硅的彈性系數大約是軸承鋼的1.5倍,所以相對載荷的彈性0變形小,相對載荷的剛性就高。


2.5耐腐蝕、無磁性、絕緣性

化工機械設備、食品、海洋等部門使用的機器,采用鋼制軸承時其腐蝕是個問題,在強磁環境中,使用鋼制軸承,從軸承本身磨損下來的微粉被吸附在滾動體和滾動面之間,這將成為軸承提早剝落損壞和噪聲變大的主要原因。鐵路車輛牽引電機使用軸承鋼制軸承會產生電蝕,往往成為軸承提早剝落損壞的原因。而氮化硅陶瓷對大多數強酸和強堿都具有很高的化學穩定性。


普通軸承鋼AISl52100(GCrl5)、不銹鋼AISl440(9Crl8)、氮化硅(Si3N4)、氧化鋯(ZrO:)和氧化鋁(A1:O。)5種軸承材料性能對照情況見表1。


氮化硅陶瓷球的生產加工

氮化硅陶瓷球是用硅粉作原料,先用通常成形的方法做成所需的形狀,在氮氣中及高溫下進行氮化,使硅粉與氮氣反應生成氮化硅。氮化硅的強度很高,尤其是熱壓氮化硅,是目前硬的物質之一。


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