De auto-industrie ondergaat een ingrijpende transformatie richting elektrificatie, lichtgewicht en hogere efficiëntie. Traditionele metalen componenten staan voor uitdagingen zoals snelle slijtage, zware afhankelijkheid van smering en hoge energieverliezen bij hoge snelheid, hoge temperatuur en hoge belasting. Siliciumnitride keramiek, met hun lage dichtheid (60% gewicht verminderen), hoge hardheid (bijna twee keer die van lagerstaal), zelfsmeerende eigenschappen en hoge temperatuurbestendigheid (stabiele werking bij 1200°C), zijn een belangrijk materiaal geworden voor elektrische aandrijfsystemen in nieuwe energievoertuigen, traditionele aandrijflijnen en precisiebewerkingsprocessen. Het gebruik van siliciumnitridecomponenten kan wrijvingsverliezen aanzienlijk verminderen en onderhoudsintervallen verlengen, waardoor voertuigfabrikanten een lager energieverbruik, een langere levensduur en een kleinere ecologische voetafdruk kunnen bereiken.
Siliciumnitride keramische verwarmingselementen beschikken over een geïntegreerd ontwerp dat een zeer thermisch geleidend siliciumnitridesubstraat combineert met een ingebouwd weerstandsverwarmingscircuit, waardoor snelle, uniforme en veilige omzetting van elektrisch naar thermisch gebruik mogelijk wordt. Ontworpen om te voldoen aan de verwarmingsbehoeften van elektrische en hybride voertuigen in lagetemperatuuromgevingen, bieden siliciumnitride verwarmingselementen een hogere vermogensdichtheid en een langere levensduur vergeleken met traditionele PTC (positieve temperatuurcoëfficiënten) verwarmingen.
Belangrijkste kenmerken:
Oxidatiebestendigheid bij hoge temperaturen: Bestand tot langdurige stabiele werking bij 1000°C zonder afbladdering, waardoor een afname van het verwarmingsvermogen wordt voorkomen.
Snelle verwarming: De oppervlaktetemperatuur kan binnen 2 seconden na het aanschakelen tot boven de 300°C stijgen, waardoor de voorverwarmingstijd aanzienlijk wordt verminderd.
Hoge elektrische isolatie: Volumeweerstand >10¹⁴ Ω•cm; er is geen extra isolatielaag nodig, wat zorgt voor veilig en betrouwbaar direct contact met vloeistoffen of lucht.
Sterke thermische schokbestendigheid: Weerstaat herhaalde snelle koel- en verwarmingscycli van kamertemperatuur tot 800°C zonder barsten.
Siliciumnitride keramische snijgereedschappen worden gebruikt voor hoogsnelheidsdroogsnijden van gietijzeren en nikkelhoudende legeringsmaterialen, zoals motorblokken van auto's, cilinderkoppen en remschijven. Met hun hoge thermische hardheid en uitstekende thermische schokbestendigheid behouden ze een stabiele snijprestatie, zelfs zonder koelvloeistof, waardoor vervuiling van koelmiddel wordt voorkomen. Deze gereedschappen hebben een levensduur die 3 tot 5 keer langer is dan die van hardmetalen gereedschap, waardoor de frequentie van gereedschapswissels en het energieverbruik tijdens het bewerken aanzienlijk worden verminderd.
Siliciumnitride keramische lagerkogels dienen als de kernrollende elementen in de elektrische aandrijfsystemen, naaflagers en turboladers van nieuwe energievoertuigen. In vergelijking met stalen kogels hebben ze een dichtheid die 60% lager is en een wrijvingscoëfficiënt van slechts 0,001 of minder, waardoor een werking zonder smering of met weinig smering mogelijk is. Dit vermindert motorlagerverliezen met 48% en optimaliseert het totale energieverbruik van het voertuig aanzienlijk. Bovendien veroorzaken keramische kogels geen elektrochemische corrosie, waardoor het probleem van lagerfalen door elektrochemische corrosie in elektrische aandrijfsystemen volledig wordt opgelost.
Op geautomatiseerde autoassemblagelijnen worden siliciumnitride-lokpennen gebruikt voor precieze positionering in bevestigingen en meters. Hun ultrahoge hardheid en slijtvastheid zorgen voor dimensionale stabiliteit, zelfs na honderdduizenden klemcycli. Met een lage thermische expansiecoëfficiënt (3,2×10⁻⁶/K) behouden ze de positioneringsnauwkeurigheid tijdens las- of warmtebehandelingswerkzaamheden, waardoor de schrootsnelheid en de frequentie van herkalibratie worden verminderd.
In het aluminiumlegering laagdrukgietproces zijn siliciumnitride-stijgers verantwoordelijk voor het transporteren van gesmolten aluminium van de houdoven naar de mal. Siliciumnitride is volledig niet-bevochtigbaar door gesmolten aluminium, waardoor verstoppingen door aluminium-ijzerverbindingen worden voorkomen. Het biedt uitstekende thermische schokbestendigheid (vereist geen voorverwarming gedurende het proces) en heeft een levensduur van 5 tot 8 keer langer dan traditionele gietijzeren of kwartsstijgers, waardoor het aantal furnace-uitschakelingen voor vervanging en de hoeveelheid geproduceerde afvalaluminium aanzienlijk wordt verminderd.
Ontworpen voor temperatuurmeting en bescherming in automotive aluminiumraffinageovens en warmtebehandelingsovens. De siliciumnitride beschermmantel is bestand tegen corrosie door gesmolten aluminium en thermische schokken, en kan maandenlang continu werken bij 800°C zonder schade. Dit zorgt voor nauwkeurige en betrouwbare temperatuurmetingen, voorkomt schade aan het thermokoppel en verontreiniging van gesmolten aluminium veroorzaakt door het scheuren van beschermende buis, en verbetert de energie-efficiëntie en veiligheid van de oven.
Bij het raffinageproces van aluminiumlegeringen breekt de hoge rotatie van de siliciumnitride-ontgassingsrotor inert gas af tot kleine belletjes, waardoor waterstof en insluitsels uit het gesmolten aluminium worden verwijderd. De siliciumnitriderotor is bestand tegen corrosie van gesmolten aluminium en thermische schokken, en verontreinigt het gesmolten aluminium niet. De levensduur is 4 tot 6 keer langer dan die van grafiet- of keramiekgecoate rotors, waardoor de vervangingsfrequentie wordt verminderd, consistente ontgassingsprestaties worden gegarandeerd en de gietkwaliteit en vloeigrens worden verbeterd.
