Sialon-keramiek op basis van siliciumnitride met hoge sterkte werd ontwikkeld als kosteneffectieve oplossing voor enkele van de meest veeleisende thermische verwerkingsprocessen en mechanische industriële omgevingen. Een tetrahedral regeling van silicium-stikstofverbindingen gesubstitueerd met de toevoeging van aluminium en zuurstof biedt uitzonderlijke weerstand tegen gevarieerde thermodynamische spanningen, met verbeterde weerstand tegen corrosieve aanvallen. Deze eigenschappen worden aangevuld met hoge materiaalsterkten en fysieke integriteit onder toegepaste krachten.

Siliciumnitride keramiek biedt hoge uiterste treksterkten (UTS) om rek te weerstaan, en uitstekende buigsterkten om te weerstaan aan het geven of scheuren bij verhoogde transversale spanningen. De buigsterkte is ook bekend als de modulus van breuk. In deze blogpost wordt de breukmodulus van siliciumnitride keramiek nader onderzocht:

Wat is de breukmodulus?

De breukmodulus (MOR) van een materiaal verschilt van de treksterkte in die zin dat UTS de maximale spanning bepaalt die een materiaal kan weerstaan voordat er ernstige vervorming optreedt door uitrekking. De breukmodulus daarentegen verwijst naar het punt waarop een materiaaldoorsnede door buiging zal breken.

De twee eigenschappen zijn intrinsiek met elkaar verbonden. Wanneer een onderdeel of teststuk wordt getest onder driepuntsbuigomstandigheden (3PB), wordt het holle oppervlak onder druk gezet, terwijl het bolle oppervlak onder spanning uitrekt, zoals weergegeven in de onderstaande schematische tekening, wat uiteindelijk leidt tot breuk of falen van het onderdeel.

Breuksmodulus wordt over het algemeen uitgedrukt in megapascal toegepaste kracht (MPa) en kan worden bepaald uit de axiale belasting (F) op het breukpunt, en de doorsnede van het materiaal.

Belang van breukmodulus

Breuksmodulus is van cruciaal belang voor het karakteriseren van de structurele capaciteiten van een materiaal in reactie op hoge axiale belastingen. Dit is van vitaal belang voor dragende componenten die aan gevarieerde thermodynamische spanningen in strenge bedrijfsomstandigheden moeten weerstaan. Siliciumnitride-keramiek voor vuurvaste omgevingen vertoont doorgaans hoge breukmoduli om breuk door buiging te weerstaan en een lange levensduur van de componenten te garanderen, zelfs voor de meest veeleisende toepassingen.

• Om meer te weten te komen over de mechanische eigenschappen van technische keramiek, leest u The Young’s Modulus of Silicon Nitride Ceramics

Silicon Nitride and the Modulus of Rupture

Silicon Nitride Ceramics vertegenwoordigen een uitstekende reeks buigsterktes die geschikt zijn voor verschillende toepassingsvereisten. Technisch siliciumcarbide vertoont een 3-punts breukmodulus van 450 MPa, terwijl op siliciumnitride gebaseerde keramiek breukmoduli vertoont variërend van 500 – 945 MPa.

• Syalon 101: MOR = 945 MPa bij 20°C, en 700 MPa bij 1000°C.
• Syalon 110: MOR = 500 MPa bij 20°C, en 400 MPa bij 1000°C.
• Syalon 050: MOR = 800 MPa bij 20°C, en 750 MPa bij 1000°C.
• Syalon 501: MOR = 825 MPa bij 20°C.

Silicium Nitride Keramiek van International Syalons

International Syalons ontwerpt en engineert cutting-edge technische keramiek en vuurvaste materialen volgens de hoogste standaard van certificering. Onze geavanceerde siliciumnitride keramiek is geschikt voor toepassing in chemische verwerking, ferro en non-ferro metaalbehandeling, en olie en gasterugwinningstoepassingen.

• International Syalons levert een eigen product dat bekend staat als Zircalon 30 – een nieuwe graad van breukbestendig zirkoniumoxide voor lastoepassingen. Lees meer om te weten te komen hoe wij een nieuw materiaal met een MOR = 1000 MPa bij 20°C hebben gegenereerd.

Wenst u meer informatie over het gamma siliciumnitride keramiek dat International Syalons aanbiedt, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen.