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सिरेमिक बियरिंग सामग्री के लिए अंतिम गाइड
उच्च शक्ति, उच्च कठोरता, पहनने के प्रतिरोध और उच्च तापमान स्थिरता जैसे अद्वितीय गुणों के कारण सिरेमिक सामग्री का व्यापक रूप से कई क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, अध्ययनों से यह पता चला है पूर्ण-सिरेमिक बीयरिंग किसी भी स्टेनलेस स्टील की तुलना में पानी में बेहतर प्रदर्शन करते हैं। आम तौर पर इस्तेमाल की जाने वाली सिरेमिक बियरिंग सामग्री में सिलिकॉन नाइट्राइड (Si3N4), ज़िरकोनियम ऑक्साइड (ZrO2), एल्युमिनियम ऑक्साइड (Al2O3) या सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) शामिल हैं। पानी से प्रदूषित वातावरण के लिए सबसे अच्छी सिरेमिक सामग्री सिलिकॉन नाइट्राइड और ज़िरकोनियम ऑक्साइड हैं, जिनकी सेवा जीवन स्टेनलेस स्टील बियरिंग की तुलना में 70 गुना अधिक है। इस ब्लॉग का उद्देश्य सिरेमिक बियरिंग सामग्री के वर्गीकरण और विशिष्टताओं का पता लगाना है, सिरेमिक असर विनिर्माण प्रक्रियाओं, और सिरेमिक बीयरिंग की आपकी व्यापक समझ के लिए रचनात्मक सुझाव प्रदान करते हैं।
एल्युमिना सिरेमिक का मुख्य घटक Al2O3 है, जिसमें आम तौर पर 45% से अधिक होता है। एल्युमिना सिरेमिक में उच्च तापमान प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध, उच्च शक्ति, उच्च कठोरता और अच्छे ढांकता हुआ गुण जैसे विभिन्न उत्कृष्ट गुण होते हैं, जो सामान्य सिरेमिक से 2 से 3 गुना अधिक होते हैं। हालांकि, एल्युमिना सिरेमिक का नुकसान यह है कि वे नाजुक होते हैं और परिवेश के तापमान में अचानक बदलाव को स्वीकार नहीं कर सकते हैं। एल्युमिना को Al2O3 सामग्री और उपयोग किए जाने वाले योजक के अनुसार विभिन्न श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, एल्युमिना को 75% एल्युमिना, 85% एल्युमिना, 95% एल्युमिना, 99% एल्युमिना आदि में विभाजित किया जा सकता है।
सामग्री | एल्यूमिना | ||||
संपत्ति | इकाई | AL997 | AL995 | AL99 | AL95 |
% एलुमिना | - | 99.70% तक | 99.50% तक | 99.00% तक | 95.00% तक |
रंग | - | हाथी दांत | हाथी दांत | हाथी दांत | हाथीदांत और सफेद |
भेद्यता | - | वायु-रोधक | वायु-रोधक | वायु-रोधक | वायु-रोधक |
घनत्व | ग्राम / सेमी ³ | 3.94 | 3.9 | 3.8 | 3.75 |
सीधा | - | 1 ‰ | 1 ‰ | 1 ‰ | 1 ‰ |
कठोरता | मोह्स स्केल | 9 | 9 | 9 | 8.8 |
जल अवशोषण | - | ≤ 0.2 | ≤ 0.2 | ≤ 0.2 | ≤ 0.2 |
झुकने की शक्ति (सामान्यतः 20°C पर) | एमपीए | 375 | 370 | 340 | 304 |
संपीड़न शक्ति (सामान्यतः 20°C पर) | एमपीए | 2300 | 2300 | 2210 | 1910 |
थर्मल विस्तार गुणांक (25°C से 800°C) | 0-6/डिग्री सेल्सियस | 7.6 | 7.6 | 7.6 | 7.6 |
ढांकता हुआ ताकत (5 मिमी मोटाई) | एसी केवी/मिमी | 10 | 10 | 10 | 10 |
ढांकता हुआ हानि (25°C @ 1MHz) | - | 0.0006 | 0.0004 | ||
ढांकता हुआ स्थिरांक (25°C @ 1MHz) | - | 9.8 | 9.7 | 9.5 | 9.2 |
आयतन प्रतिरोधकता (20°C @ 300°C) | Ω·सेमी³ | >10^14 2*10^12 | >10^14 2*10^12 | >10^14 4*10^11 | >10^14 2*10^11 |
दीर्घकालिक कार्य तापमान | डिग्री सेल्सियस | 1700 | 1650 | 1600 | 1400 |
तापीय चालकता (25°C) | डब्ल्यू/एम·के | 35 | 35 | 34 | 20 |
एल्यूमिना एक उत्कृष्ट विद्युत इन्सुलेटर है जो अत्यधिक उच्च धाराओं का प्रतिरोध कर सकता है। इसकी शुद्धता के साथ बिजली के प्रति इसका प्रतिरोध बढ़ जाता है। एल्यूमिना की शुद्धता जितनी अधिक होगी, उसका प्रतिरोध उतना ही अधिक होगा। यह सर्वविदित है कि एल्यूमिना में बहुत अधिक गलनांक और मजबूत यांत्रिक शक्ति होती है। साधारण Al2O3 उत्पादों का गलनांक 2072°C पर बहुत अधिक होता है। हालाँकि, जब तापमान 1000 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो जाता है, तो इसकी यांत्रिक शक्ति कम हो जाती है। इसके थर्मल विस्तार गुणांक में भारी अंतर के कारण, बहुत अधिक तापमान के संपर्क में आने पर थर्मल शॉक के प्रति इसका प्रतिरोध खराब होता है।
एल्यूमिना की उत्कृष्ट रासायनिक स्थिरता इसके उच्च संक्षारण प्रतिरोध का मुख्य कारक है। एल्यूमिना मजबूत एसिड (जैसे गर्म सल्फ्यूरिक एसिड और गर्म एचसीएल, एचएफ का भी एक निश्चित संक्षारक प्रभाव होता है) और क्षारीय घोल में थोड़ा घुलनशील होता है, लेकिन पानी में अघुलनशील होता है। शुद्ध एल्यूमिना रासायनिक संक्षारण का विरोध कर सकता है, जिससे शुद्ध एल्यूमिना विभिन्न औद्योगिक भागों के लिए पसंद की मुख्य सामग्री बन जाती है। एल्यूमिना सिरेमिक सामग्रियों में वाष्प दबाव और अपघटन दबाव भी बहुत कम होता है। एल्यूमिना सिरेमिक के ये गुण इसे संरचनात्मक, घिसाव और संक्षारण वातावरण में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सिरेमिक में से एक बनाते हैं।
एल्यूमिना सिरेमिक आमतौर पर बॉक्साइट से बनाया जाता है और इसे इंजेक्शन मोल्डिंग, संपीड़न मोल्डिंग, आइसोस्टैटिक प्रेसिंग, स्लिप कास्टिंग, डायमंड मशीनिंग और एक्सट्रूज़न का उपयोग करके ढाला जा सकता है। एल्यूमीनियम नाइट्राइड की तरह, एल्यूमिना का उत्पादन भी शुष्क दबाव और सिंटरिंग द्वारा या उपयुक्त सिंटरिंग सहायता के साथ गर्म दबाव द्वारा किया जा सकता है। अपनी उत्कृष्ट रासायनिक स्थिरता के कारण, एल्यूमिना सिरेमिक का व्यापक रूप से बीयरिंग, एसिड-प्रतिरोधी पंप इम्पेलर्स, पंप बॉडी, एसिड पाइपलाइन लाइनिंग और वाल्व में उपयोग किया जाता है। इसकी अत्यधिक उच्च कठोरता और पहनने के प्रतिरोध के कारण, एल्यूमिना सिरेमिक का उपयोग अक्सर कपड़ा पहनने के लिए प्रतिरोधी भागों और काटने के उपकरणों के निर्माण के लिए भी किया जाता है।
सिरेमिक सामग्री - घनत्व के अनुसार क्रमबद्ध
ज़िरकोनिया > 99% एल्युमिना > 94% एल्युमिना > 85% एल्युमिना > एल्युमीनियम नाइट्राइड > सिलिकॉन कार्बाइड > मुलाइट > मैकोर© > कॉर्डिएराइट
सिरेमिक सामग्री - कठोरता के आधार पर क्रमबद्ध
सिलिकॉन कार्बाइड > 99% एल्यूमिना > वाईटीजेडपी ज़िरकोनिया > सिलिकॉन नाइट्राइड > टीटीजेड ज़िरकोनिया > 94% एल्यूमिना > 85% एल्यूमिना > मुलाइट > कॉर्डिएराइट > मैकोर©
जब एल्यूमिना सामग्री 95% से अधिक होती है, तो इसका उपयोग एक उत्कृष्ट विद्युत इन्सुलेटर के रूप में किया जा सकता है। इसमें ढांकता हुआ नुकसान भी कम है और इलेक्ट्रॉनिक्स और विद्युत उपकरणों के क्षेत्र में इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, पारदर्शी एल्यूमिना में दृश्य प्रकाश और अवरक्त किरणों के लिए अच्छा संप्रेषण होता है और इसका उपयोग उच्च दबाव वाले सोडियम लैंप और अवरक्त डिटेक्शन विंडो सामग्री बनाने के लिए किया जा सकता है। इसके अलावा, एल्यूमिना सिरेमिक में उत्कृष्ट जैव-अनुकूलता (टाइटेनियम मिश्र धातुओं के समान), उच्च शक्ति और उच्च पहनने का प्रतिरोध होता है। इसलिए, वे कृत्रिम हड्डियों और कृत्रिम जोड़ों को तैयार करने के लिए भी आदर्श सामग्री हैं।
ज़िरकोनिया (ZrO2)
ज़िरकोनियम सिरेमिक में कम तापीय चालकता (इन्सुलेट) और उच्च शक्ति होती है। इनका उपयोग पहली बार 1960 के दशक में अंतरिक्ष यात्रा में एक थर्मल बैरियर बनाने के लिए किया गया था जो अंतरिक्ष शटल को पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करने की अनुमति देता था। वे उच्च तापमान को भी अच्छी तरह से संभालते हैं, ज़िरकोनिया सिरेमिक के लिए ऑपरेटिंग तापमान -85°C से 400°C तक होता है। हालाँकि, वे सिलिकॉन नाइट्राइड की तरह थर्मल शॉक के प्रति उतने प्रतिरोधी नहीं हैं।
ज़िरकोनिया में संक्षारण प्रतिरोध बहुत ज़्यादा होता है, जो इसे अत्यधिक संक्षारक तरल पदार्थों के लिए एक आदर्श विकल्प बनाता है। ज़िरकोनिया सिरेमिक में दरारों के विकास के लिए बहुत ज़्यादा प्रतिरोध होता है, जो उन्हें वेल्डिंग प्रक्रियाओं और वायर बनाने वाले उपकरणों के लिए आदर्श बनाता है। यह उन्हें फ्रैक्चर के जोखिम वाले यांत्रिक अनुप्रयोगों के लिए भी बहुत उपयुक्त बनाता है। उनमें बहुत ज़्यादा ऊष्मीय विस्तार भी होता है, जिसमें स्टील के समान ऊष्मीय विस्तार गुणांक होता है, जो उन्हें जोड़ने के लिए पसंदीदा सामग्री बनाता है चीनी मिट्टी की चीज़ें और इस्पात. अपने ट्राइबोलॉजिकल गुणों के आधार पर, ज़िर्कोनियम ऑक्साइड रोलिंग गति के लिए बहुत उपयुक्त है, जैसे रैखिक बीयरिंग या बॉल बीयरिंग (जैसे निर्माता टीके रैखिक)। इसके अलावा, ज़िरकोनियम ऑक्साइड और सिलिकॉन नाइट्राइड सिरेमिक में उच्च वैक्यूम संगतता, गैर-चुंबकीय, गैर-प्रवाहकीय, उच्च और निम्न तापमान प्रतिरोध, रासायनिक प्रतिरोध, उच्च कठोरता और लंबे जीवन के फायदे हैं। ड्राई रनिंग के बाद ज़िरकोनियम ऑक्साइड और सिलिकॉन नाइट्राइड को बीयरिंग में बनाया जा सकता है।
एल्यूमीनियम ऑक्साइड की तुलना में, ज़िरकोनियम ऑक्साइड में उच्च यांत्रिक गुण, उच्च शक्ति और उच्च कठोरता होती है। यदि ताकत ही एकमात्र आवश्यकता है, तो इस सामग्री की अनुशंसा की जाती है। इसके अलावा, ज़िरकोनियम ऑक्साइड (ZrO2) एक सिरेमिक है जो स्वास्थ्य क्षेत्र में अपनी जैव अनुकूलता, जैव जड़ता, उच्च यांत्रिक गुणों और रासायनिक स्थिरता के लिए जाना जाता है। दंत चिकित्सा उद्योग में, ज़िरकोनियम ऑक्साइड सिरेमिक का उपयोग विभिन्न दंत बहाली उत्पादों के निर्माण के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, अपारदर्शी या पारभासी ज़िरकोनिया ब्लैंक का उपयोग पुल, मुकुट और लिबास बनाने के लिए किया जाता है। गर्म आइसोस्टैटिक रूप से दबाए गए ज़िरकोनिया का उपयोग दंत प्रत्यारोपण और एब्यूटमेंट बनाने के लिए किया जाता है। दंत पुनर्स्थापन के लिए ज़िरकोनिया का उपयोग करने का एक मुख्य लाभ यह है कि तैयार उत्पाद की सतह प्राकृतिक दांतों के समान होती है। इसके अलावा, ज़िरकोनिया सिरेमिक पारभासी और चमकदार होते हैं, जो उन्हें उन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है जहां उपस्थिति आसपास के दांत सामग्री के समान होती है।
सिलिकॉन कार्बाइड
सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक मुख्य रूप से SiC से बने होते हैं, जो एक उच्च शक्ति, उच्च कठोरता वाला उच्च तापमान वाला सिरेमिक है। जब 1200℃ से 1400℃ के उच्च तापमान पर उपयोग किया जाता है, तो सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक अभी भी उच्च झुकने की ताकत बनाए रख सकता है और इसका उपयोग रॉकेट टेल नोजल, थर्मोकपल स्लीव्स और फर्नेस ट्यूब जैसे उच्च तापमान वाले घटकों के लिए किया जा सकता है। सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक में अच्छी तापीय चालकता, ऑक्सीकरण प्रतिरोध, विद्युत चालकता और उच्च प्रभाव क्रूरता भी होती है। यह एक मजबूत और टिकाऊ सिरेमिक सामग्री है जिसमें कम घनत्व, कम थर्मल विस्तार दर और उत्कृष्ट थर्मल शॉक प्रतिरोध भी है, जो इसे विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है।
रचना | सिलिकन कार्बाइड |
आणविक वजन | 40.1 |
उपस्थिति | काली |
गलनांक | 2,730°C (4,946°F) (अपघटन) |
घनत्व | 3.0 से 3.2 ग्राम/सेमी³ |
विधुतीय प्रतिरोधकर्ता | 1 से 4 x 10^5 Ω·m |
सरंध्रता | 0.15 से 0.21 तक |
विशिष्ट ताप | 670 से 1180 जूल/किग्रा·के |
सिलिकॉन कार्बाइड रासायनिक रूप से कार्बन और सिलिकॉन परमाणुओं के संयोजन से निर्मित होता है। सिलिकॉन कार्बाइड कणों का उपयोग कई वर्षों से अपघर्षक के रूप में किया जाता रहा है, आमतौर पर सैंडपेपर के रूप में। हालाँकि, इन कणों को सिंटरिंग के माध्यम से एक साथ जोड़कर एक अत्यधिक टिकाऊ सिरेमिक सामग्री बनाई जा सकती है जिसमें उत्कृष्ट यांत्रिक गुण होते हैं, जो इसे बीयरिंग के निर्माण के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प बनाता है। इसकी उच्च तापीय और विद्युत चालकता के कारण, सिलिकॉन कार्बाइड का उपयोग स्थैतिक उन्मूलन घटक के रूप में किया जा सकता है।
नाइट्राइड सिरेमिक
नाइट्राइड सिरेमिक जैसे धातु नाइट्राइड से बने होते हैं सिलिकॉन नाइट्राइड और एल्यूमीनियम नाइट्राइड. सिलिकॉन नाइट्राइड सिरेमिक (Si3N4) Si3N4 सिलिकॉन नाइट्राइड सिरेमिक का मुख्य घटक है, जो उच्च शक्ति, उच्च कठोरता, पहनने के लिए प्रतिरोधी, संक्षारण प्रतिरोधी और स्व-चिकनाई है। उच्च तापमान चीनी मिट्टी।
संपत्ति | वैल्यू |
रंग | ग्रे और डार्क ग्रे |
घनत्व | 3.2 से 3.25 ग्राम/सेमी³ |
कठोरता | एचआरए 92 से 94 |
अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान | 1300 से 1600 डिग्री सेल्सियस |
ऊष्मीय चालकता | 23 से 25 W/(m·K) |
Flexural शक्ति | ≥900 एमपीए |
अस्थिभंग बेरहमी | 6 से 8 MPa·m¹/² |
थर्मल विस्तार गुणांक | 2.95 से 3 x 10⁻⁶ /°C (0 से 1400°C) |
यदि आप ऐसी सामग्री की तलाश में हैं जो उच्च तापमान और कठोर यांत्रिक परिस्थितियों का सामना कर सके, तो सिलिकॉन कार्बाइड एक अच्छा विकल्प है, हालांकि यह सामग्री अपेक्षाकृत महंगी है। जब उच्च तापमान को झेलने की बात आती है, तो सिलिकॉन नाइट्राइड धातु समाधानों से बेहतर होता है, और Si3N4 का ऑपरेटिंग तापमान रेंज -100°C से 900°C होता है। इसके अलावा, सिलिकॉन नाइट्राइड का रैखिक विस्तार गुणांक सभी प्रकार के सिरेमिक में सबसे छोटा है। सिलिकॉन नाइट्राइड का थर्मल विस्तार गुणांक 3.2 x 10-6/k है, जबकि सिलिकॉन कार्बाइड का थर्मल विस्तार गुणांक 3 x 10-6/k है। ज़िरकोनियम ऑक्साइड और एल्यूमीनियम ऑक्साइड के थर्मल विस्तार गुणांक क्रमशः 10.5 x 10-6/k और 8.5 x 10-6/k हैं, लेकिन दोनों असर वाले स्टील की तुलना में बहुत कम हैं, जिसका गुणांक 12.5 x 10-6/k है।
वर्गीकरण | एल्यूमीनियम ऑक्साइड | एल्यूमीनियम ऑक्साइड | एल्यूमीनियम ऑक्साइड | एल्यूमीनियम ऑक्साइड | सिलिकन कार्बाइड | सिलिकन कार्बाइड | सिलिकॉन नाइट्राइड | mullite | ज़िरकोनियम ऑक्साइड | तालक |
| KMA995 | केएमजी995 | KMA96 | KMA96 | केएमजी96 | केएमजी96 | काई १ | तालक | केवाईसीएस | - |
मुख्य घटक | 99.7 | 99.6 | 96 | 96 | 92 | 92 | 92 | 92 | 92 | 92 |
रंग | दूध का | सफेद | सफेद | सफेद | सफेद | काली | काली | ग्रे | सफेद | ग्रे |
बल्क घनत्व (g / cm³) | 3.9 | 3.9 | 3.7 | 3.7 | 6 | 3.1 | 3.2 | 2.7 | 3.5 | 2.7 |
लचीली ताकत (एमपीए) | 400 | 390 | 320 | 320 | 1000 | 450 | 420 | 200 | 120 | 150 |
यंग मापांक (GPa) | 380 | 370 | 340 | 340 | 410 | 350 | 310 | 210 | 130 | 170 |
यांत्रिक | कठोरता (GPa) | 21 | 20 | 19 | 19 | 24 | 13 | 22 | 13 | 22 |
जहर के अनुपात | - | 0.24 | 0.24 | 0.23 | 0.31 | - | - | - | - | - |
फ्रैक्चर कठोरता (MPa·m¹/²) | 4.1 | 4 | 3.5 | 3.5 | 4 | 4.6 | 6 | 2.5 | 4 | 3.2 |
थर्मल विस्तार गुणांक (×10⁻⁶/°C) | 6.4 | 5.8 | 5.7 | 5.7 | 7.7 | 11 | 3.2 | 2.5 | 2.5 | 3.0 |
थर्मल | तापीय चालकता (W/m·K) | 30 | 28 | 21 | 21 | 120 | 80 | 17 | 1.2 | 1.2 |
विशिष्ट ऊष्मा (J/g·K) | 0.78 | 0.78 | 0.78 | 0.78 | 1.4 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 | 1.2 |
ढांकता हुआ स्थिरांक (1 मेगाहर्ट्ज) | 10.1 | 10.1 | 9.4 | 9.5 | 11 | 7 | 7 | 8.5 | 8.5 | 6.5 |
ढांकता हुआ हानि (×10⁻⁴) | 50 | 50 | 40 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
वॉल्यूम प्रतिरोधकता (Ω·सेमी) | 10¹⁵ | 10¹⁵ | 10¹⁴ | 10¹⁴ | 10¹² | 10¹² | 10¹² | 10¹³ | 10¹³ | 10¹³ |
ब्रेकडाउन वोल्टेज (केवी/मिमी) | 10 | 10 | 10 | 10 | 11 | 11 | 11 | 10 | 10 | 10 |
विशेषताएं | उच्च शक्ति | उच्च शक्ति | उच्च शक्ति | उच्च शक्ति | उच्च कठोरता | उच्च कठोरता | उच्च कठोरता | उच्च कठोरता | कम तापीय चालकता | कम तापीय चालकता |
| इन्सुलेट | इन्सुलेट | इन्सुलेट | इन्सुलेट | प्रवाहकीय | प्रवाहकीय | इन्सुलेट | इन्सुलेट | हल्के वजन | हल्के वजन |
का उपयोग करता है | अपघर्षक पदार्थ | अपघर्षक पदार्थ | अपघर्षक पदार्थ | अपघर्षक पदार्थ | अपघर्षक पदार्थ | अपघर्षक पदार्थ | सीलिंग सामग्री | सीलिंग सामग्री | थर्मल इन्सुलेशन | थर्मल इन्सुलेशन |
| पहनने के लिए प्रतिरोधी हिस्से | पहनने के लिए प्रतिरोधी हिस्से | पहनने के लिए प्रतिरोधी हिस्से | पहनने के लिए प्रतिरोधी हिस्से | उच्च तापमान प्रतिरोध भाग | उच्च तापमान प्रतिरोध भाग | एयरोस्पेस पार्ट्स | एयरोस्पेस पार्ट्स | अर्धचालक उपकरण भाग | अर्धचालक उपकरण भाग |
| उच्च तापमान वाले हिस्से | उच्च तापमान वाले हिस्से | उच्च तापमान वाले हिस्से | उच्च तापमान वाले हिस्से | उपकरण हिस्सों | उपकरण हिस्सों | इलेक्ट्रोड पार्ट्स | इलेक्ट्रोड पार्ट्स | दंत्य प्रतिस्थापन | दंत्य प्रतिस्थापन |
| अर्धचालक भाग | अर्धचालक भाग | अर्धचालक भाग | अर्धचालक भाग | - |
|
|
|
|
मद | इकाई | Si₃N₄ | ZrO₂ | अल₂O₃ (99.5%) | सिक | असर स्टील |
घनत्व | ग्राम / सेमी ³ | 3.23 | 6.05 | 3.92 | 3.12 | 7.85 |
जल अवशोषण | % | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
रैखिक थर्मल विस्तार का गुणांक | 10⁻⁶/k | 3.2 | 10.5 | 8.5 | 3 | 12.5 |
लोच का मापांक (यंग का मॉड.) | GPa | 300 | 210 | 340 | 440 | 208 |
जहर के अनुपात | / | 0.26 | 0.3 | 0.22 | 0.17 | 0.3 |
कठोरता (एचवी) | एमपीए | 1500 | 1200 | 1650 | 2800 | 700 |
लचीली ताकत (@आरटी) | एमपीए | 720 | 950 | 310 | 390 | 520 (तन्य शक्ति) |
लचीली ताकत (700°C) | एमपीए | 450 | 210 | 230 | 380 | / |
संपीड़न शक्ति (@आरटी) | एमपीए | 2300 | 2000 | 1800 | 1800 | / |
फ्रैक्चर टफनेस, K₁c | एमपीए·एम¹/² | 6.2 | 10 | 4.2 | 3.9 | 25 |
तापीय चालकता (@आरटी) | डब्ल्यू/एम·के | 25 | 2 | 26 | 120 | 40 |
विद्युत प्रतिरोधकता (@आरटी) | Ω·मिमी²/मी | >10¹³ | >10¹⁵ | >10¹⁶ | >10³ | 0.1 ~ 1 |
अधिकतम. तापमान का उपयोग करें (कोई लोडिंग नहीं) | ° F | 1050 | 750 | 1500 | 1700 | 1700 |
संक्षारण प्रतिरोध | / | उत्कृष्ट | उत्कृष्ट | उत्कृष्ट | उत्कृष्ट | दरिद्र |
सिलिकॉन नाइट्राइड का थर्मल शॉक प्रतिरोध 600°C तक होता है, जबकि सिलिकॉन कार्बाइड का थर्मल शॉक प्रतिरोध केवल 400°C होता है, जो दर्शाता है कि तापमान परिवर्तन के कारण फ्रैक्चर का जोखिम न्यूनतम है। बड़े तापमान परिवर्तन वाले वातावरण में, जब थर्मल शॉक प्रतिरोध सर्वोच्च प्राथमिकता है, सिलिकॉन नाइट्राइड और सिलिकॉन कार्बाइड सबसे अच्छे विकल्प हैं। इसके अलावा, सिलिकॉन नाइट्राइड में उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध होता है और यह हाइड्रोफ्लोरिक एसिड को छोड़कर विभिन्न एसिड से संक्षारण, साथ ही क्षार और विभिन्न धातुओं से संक्षारण का विरोध कर सकता है। इसमें उत्कृष्ट विद्युत इन्सुलेशन और विकिरण प्रतिरोध है।
सिलिकॉन नाइट्राइड सिरेमिक के ये गुण इसे उच्च तापमान वाले बीयरिंग, संक्षारक मीडिया में उपयोग की जाने वाली सील, थर्मोवेल, धातु काटने के उपकरण आदि के रूप में उपयोगी बनाते हैं। उदाहरण के लिए, बॉल बेयरिंग उद्योग इस सामग्री का उपयोग दशकों से कर रहा है क्योंकि इसका प्रदर्शन सिद्ध हो चुका है और इसका उपयोग अक्सर सिरेमिक बियरिंग्स के रोलिंग तत्वों, जैसे गेंदों और रोलर्स में किया जाता है। इसकी अत्यधिक उच्च यांत्रिक क्रूरता और उत्कृष्ट गर्मी प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध और पहनने के प्रतिरोध ही कारण हैं कि इसका उपयोग विभिन्न उच्च-लोड अनुप्रयोगों में किया जाता है।
सिरेमिक बियरिंग निर्माण प्रक्रिया
1. पाउडर प्रसंस्करण. सिरेमिक पाउडर प्रसंस्करण धातु पाउडर प्रसंस्करण के समान है। सिरेमिक पाउडर प्रसंस्करण में पीसकर पाउडर का उत्पादन करना, फिर हरे उत्पाद बनाना और फिर अंतिम उत्पाद प्राप्त करने के लिए उन्हें समेकित करना शामिल है। पाउडर सूक्ष्म कणों का एक संग्रह है। सिरेमिक पाउडर कच्चे माल को कुचलने, पीसने, अशुद्धियों को अलग करने, मिश्रण करने और सुखाने से प्राप्त किया जा सकता है।
2. मिश्रण. सिरेमिक घटकों को विभिन्न प्रक्रियाओं और मशीनों के माध्यम से एक साथ मिलाया जाता है, और उन्हें पानी या अन्य तरल पदार्थ मिलाकर घोल में बदल दिया जाता है।
3. मोल्डिंग विधि. दो मुख्य सामान्य सिरेमिक बियरिंग मोल्डिंग विधियाँ हैं, अर्थात् इंजेक्शन मोल्डिंग और पाउडर मोल्डिंग। इंजेक्शन मोल्डिंग में सिरेमिक पाउडर, ऑर्गेनिक बाइंडर, रियोलॉजिकल एजेंट, सब-माइक्रोन पाउडर आदि को मिलाकर मोल्डिंग के लिए मोल्ड में इंजेक्ट किया जाता है। पाउडर मोल्डिंग में सिरेमिक पाउडर को एक मोल्डेड बॉडी में संपीड़ित करना और फिर इसे सिंटर करना है। इन दो तरीकों के अपने फायदे और नुकसान हैं, और इन्हें विशिष्ट इंजीनियरिंग आवश्यकताओं के अनुसार चुना जाना चाहिए।
4. सिंटरिंग प्रक्रिया। सिरेमिक बीयरिंगों की उत्पादन प्रक्रिया के दौरान, ढले हुए शरीर को एक तैयार उत्पाद में ठोस बनाने के लिए सिंटरिंग उपचार की आवश्यकता होती है, और साथ ही, इसकी कठोरता और ताकत में भी सुधार किया जा सकता है। सिरेमिक बियरिंग्स की सिंटरिंग प्रक्रिया में मुख्य रूप से ऑक्साइड सिंटरिंग और गैर-ऑक्साइड सिंटरिंग शामिल है। प्रक्रिया प्रवाह के अनुसार, सिंटरिंग को पहले ऑक्सीकरण वाले वातावरण में किया जाता है, और फिर सिंटरिंग को गैर-ऑक्सीकरण वाले वातावरण में किया जाता है। संपूर्ण सिंटरिंग प्रक्रिया के दौरान, वांछित प्रभाव प्राप्त करने के लिए तापमान, दबाव और वातावरण जैसे पर्यावरणीय मापदंडों को नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है।
5. प्रेसिजन मशीनिंग। सिंटर्ड सिरेमिक बीयरिंगों को उनकी ज्यामितीय सटीकता और सतह की गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए पीसने, पॉलिश करने और अन्य चरणों सहित बाद की सटीक मशीनिंग से गुजरना पड़ता है। साथ ही, गुणवत्ता निरीक्षण की भी आवश्यकता होती है, जिसमें कठोरता, घनत्व, आयामी विचलन और शोर जैसे संकेतकों का पता लगाना और विश्लेषण करना शामिल है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि उत्पाद अंतरराष्ट्रीय मानकों और ग्राहकों की आवश्यकताओं को पूरा करते हैं।
सिरेमिक बियरिंग्स की गुणवत्ता को प्रभावित करने वाले कारक
सिरेमिक बियरिंग प्रसंस्करण की गुणवत्ता और दक्षता कई कारकों से प्रभावित होती है, जिसमें सामग्री की गुणवत्ता, मोल्डिंग विधि, सिंटरिंग प्रक्रिया, सटीक मशीनिंग तकनीक और उपकरण शामिल हैं। इसके अलावा, यह प्रसंस्करण के दौरान तापमान, दबाव, गति और वातावरण जैसे पर्यावरणीय मापदंडों से भी प्रभावित होता है। इन कारकों को ध्यान में रखते हुए, प्रसंस्करण तकनीशियनों को प्रसंस्करण गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए उचित प्रक्रिया प्रवाह, उपकरण और उपकरणों का चयन करने की आवश्यकता है। सिरेमिक सामग्रियों के वर्तमान अनुप्रयोग क्षेत्र में, सिरेमिक बीयरिंग एक अनिवार्य कोर तकनीक बन गई है।