ALKALMAZÁSOK 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
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.
Tulajdonságai Kiváló hősokk állóság Kiváló korrózióállóság Nagy szilárdság (hajlítószilárdság) Nagy szívósság Keménységét magas hőmérsékletig megörzi Kis hőtágulás
Melegszilárdság
Korrózióállóság
Korrózióállóság
Kis hőtágulás, kémiai ellenállás Fontos a rendkívüli jó hőállóságuk, kis hőtágulásuk és a korrózióállóságuk. Termikus, kémiai, és elektromos célokra is alkalmazzák őket.
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
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
Szerszám alapanyag Magas hőmérsékletig megőrzi a keménységét és a szívósságát, ami az egyik legjobb megmunkáló szerszám alapanyaggá teszi.
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.
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
HIBRID ACÉL- KERÁMIA csapágyak
Anyagai: SiN SiC Al 2 O 3 Kerámia csapágyak
KÖSZÖRŰKORONGOK A leggyakrabban használt mesterséges köszörűszemcse anyagok: - elektrokorund - szilicium - karbid (SiC) - mesterséges gyémánt - köbös bór-nitrid (CBN) - bór-karbid (B 4 C)
Elektrokorund Legfontosabb tulajdonságai: kis sűrűségű (ρ = 3,99 10 3 kg/m 3 ) nagy olvadáspontú (2050 o C) közepes keménységű (2370 HV) rugalmassági modulus 380 410 GPa nyomószilárdság 2 GPa nagy törési szívósságú (3 6 MPa ) jó hővezető képességű (5 30 W/mK) nagy melegszilárdságú kedvező árú
Szilicium - Karbid - Több típusa van (összetételtől függően) - Igen stabil,savaknak ellenáll(kivéve foszforsav) - kis sűrűségű (ρ = 3,2 10 3 kg/m 3 ) - nagy keménységű (3300-5000 HV) - nagy olvadáspontú (2400 C) - rugalmassági modulus 420 GPa - nyomószilárdság 3,5 GPa - jó hővezető képességű (30 40 W/mK)
Mesterséges gyémánt Tulajdonságok: -kis sűrűségű (ρ = 3,5 10 3 kg/m 3 ) - nagyon nagy keménységű (12-15000HV) - rugalmassági modulus 1000 GPa -jóhővezető képességű (20 W/mK) - vassal nagy hőmérsékleten reakcióba lép - drága
A köbös bór-nitrid (CBN) Főbb tulajdonságok: - kis sűrűségű (ρ = 3,3 3,5 10 3 kg/m 3 ) - nagy keménységű (7000 9500 HV) - hajlító szilárdság Rm=500 MPa - rugalmassági modulus E=580-900 GPa - nyomószilárdság Rh=3500 MPa - nagy hőmérsékleten alkalmazható (1200 1400 o C) - nagysebességű forgácsoláshoz javasolt, mivel nem lép reakcióba vasalapú anyagokkal
Bór karbid (B 4 C) Főbb jellemzői: - kis sűrűségű (ρ = 2,5 103 kg/m3) - igen nagy keménységű (3000 3500 HV) - rugalmassági modulus E=440 GPa - hajlító szilárdság Rm=480MPa - nyomószilárdság Rh=2850 MPa - nagy hőmérsékleten alkalmazható (1200 1400 oc) - kopásálló,savaknak ellenáll
Kompozitok: TiC erősítésű titán ötvözet Altenatíva: könnyű fémek alumínium kompozitok C szál erősítésű polimerek
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