高強度窒化ケイ素をベースにしたサイアロン・セラミックスは、最も過酷な熱処理や機械的産業環境のいくつかに対するコスト効率のよいソリューションとして設計されたものです。 アルミニウムと酸素の添加で置換されたケイ素-窒素結合の四面体配置は、さまざまな熱力学的ストレスに対する優れた耐性をもたらし、腐食攻撃への抵抗も強化されています。 窒化ケイ素セラミックスは、伸びに耐える高い極限引張強度 (UTS) と、高い横応力での降伏や破裂に耐える優れた曲げ強度を提供します。 曲げ強さは曲げ弾性率とも呼ばれます。 このブログ記事では、窒化ケイ素セラミックスの破断係数について詳しく説明します。

破断係数とは

材料の破断係数 (MOR) は引張強度と異なり、UTS は、伸張による激しい変形前に材料が耐えられる最大応力を定義します。

この 2 つの特性は本質的に結びついています。 部品やテストピースが3点曲げ（3PB）条件でテストされると、凹面は圧縮され、凸面は下の概略図に示すように張力で伸び、最終的に部品の破裂や破損につながります。

破断係数は、一般に加えられた力のメガパスカル（MPa）で表され、破断点での軸荷重（F）および材料の断面から決定することができる。 これは、厳しい動作条件下でさまざまな熱力学的ストレスに耐えることが求められる耐荷重部品にとって重要である。 耐火物環境用の窒化ケイ素セラミックスは、一般に高い破壊係数を示し、曲げによる破壊に抵抗し、最も要求の厳しい用途でも部品の長寿命を確保することができます。

• 技術用セラミックの機械的特性について詳しく知るには、窒化ケイ素セラミックのヤング率

窒化ケイ素と曲げ弾性率

窒化ケイ素セラミックは、個別の用途要件に適した優れた曲げ強度の範囲を表します。 技術的な炭化ケイ素の3点曲げ弾性率は450 MPaですが、窒化ケイ素ベースのセラミックスは500 – 945 MPaの範囲の曲げ弾性率を示します。

• サイアロン101：MOR＝20℃で945MPa、1000℃で700MPa
• サイアロン110：MOR＝20℃で500MPa、1000℃で400MPa
• サイアロン050.MOR＝20℃で945MPa、1000℃で700MPa。 MOR = 800 MPa at 20°C, and 750 MPa at 1000°C.
• Syalon 501: MOR = 825 MPa at 20°C.

Silicon Nitride Ceramics from International Syalons

International Syalons は、最高水準の認証に基づき最先端の技術セラミックスと耐火物の設計・エンジニアリングを行っています。 当社の先進的な窒化ケイ素セラミックは、化学処理、鉄および非鉄金属処理、石油およびガス回収アプリケーションでの用途に適しています。

• International Syalons は、「Zircalon 30 – A New Grade of Fracture-Resistant Zirconia for Welding Applications」と呼ばれる独自の製品を提供しています。 20℃でMOR=1000MPaの新材料をどのように生成したかは続きを読むを御覧ください。

International Syalonsの窒化ケイ素セラミック製品に関する詳細については、当社までお気軽にお問い合わせください。