SiAlON. , TiC, TiN, B 4 O 3

Átírás

1 ALKALMAZÁSOK 2.

2 SiAlON A műszaki kerámiák (Al 2 O 3, Si 3 N 4, SiC, ZrO 2, TiC, TiN, B 4 C, stb.) fémekhez képest igen kemény, kopásálló, ugyanakkor rideg, azaz dinamikus igénybevételek elviselésére csak korlátozottan alkalmas anyagok. SiAlON-ok legvonzóbb tulajdonsága, hogy kedvező szívósági mérőszámokat és magas szilárdsági jellemzőket egyszerre mutatják

3 Mi is az a SiAlON A Sialon egy finom szemcsés porózusmentes szilicium nitrid alapú kerámia, kis százalékban alumínium oxid tartalommal SiALON kiváló keménységét, szívósságát,kis hőtágulási tulajdonságát, hősokkállóságát a szilicium nitridnek, korrózióállóságát, és hogy magas hőmérsékleten is megörzi keménységét, az alumínium oxidnak köszönheti.

4 Tulajdonságai Kiváló hősokk állóság Kiváló korrózióállóság Nagy szilárdság (hajlítószilárdság) Nagy szívósság Keménységét magas hőmérsékletig megörzi Kis hőtágulás

5 Melegszilárdság

6 Korrózióállóság

7 Korrózióállóság

8 Kis hőtágulás, kémiai ellenállás Fontos a rendkívüli jó hőállóságuk, kis hőtágulásuk és a korrózióállóságuk. Termikus, kémiai, és elektromos célokra is alkalmazzák őket.

9 SiAlON : szilícium nitrid alumínium oxiddal A két legjobban ismert kristály fázis a SiALON családban az alfa és a béta fázisok, melyek a szilícium nitrid alfa és béta fázisain alapulnak. A SIAlON fázisok egy részében a nitrogén atomokat alumínium és oxigén atomok helyettesítik alfa-si 6 N 8 : 14 atom egy cellában, kapcsolódás ABCD beta-si 12 N 16 : 28 atom egy cellában, kapcsolódás ABAB Kovalens kötés

10 Két fázis előnyös kombinációja alfa SiALON szövetszerkezetére jellemző, hogy jóval finomabb eloszlásúak a szemcsék, ezért kiváló keménységgel bír beta SiALON esetében a tűkristályok okozzák szívósságot A kiinduló anyagok kombinációjával tehát elérhető a keménység és a szívósság kombinációja a végtermékben is

11 Szerszám alapanyag Magas hőmérsékletig megőrzi a keménységét és a szívósságát, ami az egyik legjobb megmunkáló szerszám alapanyaggá teszi.

12 SiAlON ST Alkalmas fémek megmunkálására, jó kopásállóság, jó mechanikai ellenállóképesség 1250 C-ig.Nem lép reakcióba más fémekkel, kémiailag ellenálló, magas szívósság, keménység, és jó hősokkállóság. SiAlON BN Alkalmas acélok megmunkálására 1500 C-ig. Ez egy kompozit anyag kombinálva a SiAlON ST jó hősokkállóságát és a Bór Nitrid sikamlósságát. Kemény, szívós, jó korrózióálló, és magas hőmérsékletig használható.

13 Sűrüségnövelés Ahhoz, hogy megkapjuk a megfelelő tulajdonságokat, a kerámia sűrűsége közel kell legyen az elméleti sűrűséghez, ami feltételeket szab a színtereléssel szemben Szinterelés adalékanyagokkal Hot Isostatic Pressing

14 HIBRID ACÉL- KERÁMIA csapágyak

15 Anyagai: SiN SiC Al 2 O 3 Kerámia csapágyak

16 KÖSZÖRŰKORONGOK A leggyakrabban használt mesterséges köszörűszemcse anyagok: - elektrokorund - szilicium - karbid (SiC) - mesterséges gyémánt - köbös bór-nitrid (CBN) - bór-karbid (B 4 C)

17 Elektrokorund Legfontosabb tulajdonságai: kis sűrűségű (ρ = 3, kg/m 3 ) nagy olvadáspontú (2050 o C) közepes keménységű (2370 HV) rugalmassági modulus GPa nyomószilárdság 2 GPa nagy törési szívósságú (3 6 MPa ) jó hővezető képességű (5 30 W/mK) nagy melegszilárdságú kedvező árú

18 Szilicium - Karbid - Több típusa van (összetételtől függően) - Igen stabil,savaknak ellenáll(kivéve foszforsav) - kis sűrűségű (ρ = 3, kg/m 3 ) - nagy keménységű ( HV) - nagy olvadáspontú (2400 C) - rugalmassági modulus 420 GPa - nyomószilárdság 3,5 GPa - jó hővezető képességű (30 40 W/mK)

19 Mesterséges gyémánt Tulajdonságok: -kis sűrűségű (ρ = 3, kg/m 3 ) - nagyon nagy keménységű ( HV) - rugalmassági modulus 1000 GPa -jóhővezető képességű (20 W/mK) - vassal nagy hőmérsékleten reakcióba lép - drága

20 A köbös bór-nitrid (CBN) Főbb tulajdonságok: - kis sűrűségű (ρ = 3,3 3, kg/m 3 ) - nagy keménységű ( HV) - hajlító szilárdság Rm=500 MPa - rugalmassági modulus E= GPa - nyomószilárdság Rh=3500 MPa - nagy hőmérsékleten alkalmazható ( o C) - nagysebességű forgácsoláshoz javasolt, mivel nem lép reakcióba vasalapú anyagokkal

21 Bór karbid (B 4 C) Főbb jellemzői: - kis sűrűségű (ρ = 2,5 103 kg/m3) - igen nagy keménységű ( HV) - rugalmassági modulus E=440 GPa - hajlító szilárdság Rm=480MPa - nyomószilárdság Rh=2850 MPa - nagy hőmérsékleten alkalmazható ( oc) - kopásálló,savaknak ellenáll

22 Kompozitok: TiC erősítésű titán ötvözet Altenatíva: könnyű fémek alumínium kompozitok C szál erősítésű polimerek

23 SiC és Al 2 O 3 erősítésű szilumin Anyag Szemcseátmérő [mm] Sűrűség [g/cm 3 ] Al 2 O 3 1,6 3,72 SiC 1,2 3,1 Alumínium - 2,65 Anyag Térkitöltés [V%] Sűrűség [g/cm 3 ] Al 2 O 3 erősített 57 3,23 SiC erősített 42 2,81