窒化ケイ素ガイドローラー

優れた機械的特性

窒化ケイ素ガイドローラーの際立った特性の 1 つは、その優れた機械的特性です。この素材は 3.2 ～ 3.25 g/cm3 という非常に低い密度を誇り、軽量でありながら非常に高い強度を備えています。このため、窒化ケイ素ガイドローラーは、耐久性を損なうことなく、重量が重要な要素となる用途に最適です。 HRA 92 ～ 94 の高い硬度により、ローラーは摩耗や磨耗に対して非常に優れた耐性を備えているため、継続的な摩擦や圧力がかかる環境に適しています。

6 ～ 8 MPa·m1/2 と評価される破壊靱性は、亀裂を発生させることなく重大な機械的応力に耐える材料の能力を示しています。さらに、900 MPa 以上の曲げ強度により、これらのローラーは大きな負荷がかかっても構造的完全性を維持できることが保証され、その堅牢性がさらに強調されます。

優れた熱特性

熱管理は多くの産業用途にとって重要な側面であり、窒化ケイ素ガイド ローラーはこの分野で優れています。窒化ケイ素ガイドローラーは 1300 ～ 1600°C の高温で動作することができ、高温環境に最適です。高い熱応力パラメータを特徴とする優れた耐熱衝撃性により、窒化ケイ素ガイド ローラーは損傷を受けることなく急激な温度変動に耐えることができます。

さらに、熱伝導率が 23 ～ 25 W/(m・K) と低いため、これらのローラーは断熱性に優れており、他のシステム コンポーネントを熱ストレスから保護します。この機能は、正確な熱制御が最も重要である金属加工や半導体製造などの業界で特に有利です。

耐薬品性と耐久性

窒化ケイ素ガイドローラーは優れた化学的安定性を示します。これらはほとんどの無機酸との反応に耐性がありますが、フッ化水素酸は例外です。この化学的不活性により、過酷な化学環境でも寿命が延び、窒化ケイ素ガイドローラーは化学処理、製薬、食品生産などの分野での使用に適しています。

窒化ケイ素セラミックスの種類

Semicorex は、ガス圧焼結窒化ケイ素 (GPSN) とホットプレス窒化ケイ素 (HPSN) という 2 つの主要なタイプの窒化ケイ素セラミックをガイド ローラー用に提供しています。各タイプは、アプリケーション要件に基づいて特定の利点を提供するように設計されています。

ガス圧焼結窒化ケイ素 (GPSN):GPSN 法では、窒化ケイ素粉末を焼結助剤と混合して液相焼結を促進し、結合剤を加えてグリーン セラミック体の機械的強度を強化します。次に、粉末を所望の形状にプレスし、グリーンマシニングを行うことができます。圧縮体は、緻密化を促進し、シリコン、窒素、添加剤の蒸発や分解を防ぐために、加圧窒素雰囲気の炉に入れられます。このプロセスにより、高密度で均一な構造の材料が得られ、要求の厳しい用途において優れた性能を提供します。

ホットプレス窒化ケイ素 (HPSN):HPSNは、窒化ケイ素粉末（焼結添加剤を含む）を同時に熱を加えながら一軸プレスすることによって製造されます。このプロセスには特殊なプレスと金型が必要であり、その結果、優れた機械的特性を備えた窒化ケイ素が得られます。ただし、この方法では単純な形状しか作成できません。ホットプレスされた部品をグリーンマシン加工することは不可能であるため、複雑な形状を作成するにはダイヤモンド研削が唯一の方法です。ダイヤモンド研削とホットプレスに伴うコストと課題が高いため、HPSN の使用は通常、単純なコンポーネントを少量生産する場合に限定されます。

倍率 5000 × および倍率 30,000 × での Si3N4 セラミックの SEM-SE 画像、Si3N4 サンプルの c 細孔径分布および d XRD パターン