Ceramika Sialon oparta na wysokowytrzymałym azotku krzemu została zaprojektowana jako efektywne kosztowo rozwiązanie dla niektórych z najbardziej wymagających środowisk przemysłowych związanych z obróbką termiczną i mechaniczną. Tetraedryczny układ wiązań krzemowo-azotowych zastąpiony dodatkiem aluminium i tlenu zapewnia wyjątkową odporność na zróżnicowane naprężenia termodynamiczne oraz zwiększoną odporność na korozję. Właściwości te są uzupełnione o wysoką wytrzymałość materiału i integralność fizyczną w ramach stosowanych sił.

Ceramika z azotku krzemu oferuje wysoką wytrzymałość na rozciąganie (UTS), aby oprzeć się wydłużeniu, oraz znakomitą wytrzymałość na zginanie, aby wytrzymać plonowanie lub zerwanie przy podwyższonych naprężeniach poprzecznych. Wytrzymałość na zginanie jest również znana jako moduł zerwania. Ten wpis na blogu poświęcony jest modułowi zerwania ceramiki z azotku krzemu w sposób bardziej szczegółowy:

Co to jest moduł zerwania?

Moduł zerwania materiału (MOR) różni się od jego wytrzymałości na rozciąganie, ponieważ UTS określa maksymalne naprężenie, które materiał może wytrzymać przed poważną deformacją spowodowaną rozciąganiem. Tymczasem moduł zerwania odnosi się do punktu, w którym przekrój poprzeczny materiału ulegnie zniszczeniu w wyniku zginania.

Te dwie właściwości są ze sobą nierozerwalnie związane. Kiedy element lub próbka testowana jest w warunkach trzypunktowego zginania (3PB), powierzchnia wklęsła podlega ściskaniu, podczas gdy powierzchnia wypukła wydłuża się pod wpływem rozciągania, jak pokazano na poniższym schematycznym rysunku, co ostatecznie prowadzi do pęknięcia lub uszkodzenia elementu.

Moduł zerwania jest zwykle wyrażany w megapaskalach przyłożonej siły (MPa) i może być określony na podstawie obciążenia osiowego (F) w punkcie pęknięcia oraz przekroju poprzecznego materiału.

Ważność modułu zerwania

Moduł zerwania jest krytyczny dla scharakteryzowania zdolności strukturalnych materiału w odpowiedzi na duże obciążenia osiowe. Jest to istotne dla elementów nośnych, które muszą wytrzymać zróżnicowane naprężenia termodynamiczne w ciężkich warunkach pracy. Ceramika z azotku krzemu dla środowisk ogniotrwałych zwykle wykazuje wysoki moduł zerwania, aby oprzeć się pęknięciom spowodowanym zginaniem i zapewnić długą żywotność komponentów nawet w najbardziej wymagających zastosowaniach.

• Aby dowiedzieć się więcej o właściwościach mechanicznych ceramiki technicznej, przeczytaj The Young’s Modulus of Silicon Nitride Ceramics

Silicon Nitride and the Modulus of Rupture

Ceramika z azotku krzemu reprezentuje wyjątkowy zakres wytrzymałości na zginanie, odpowiedni dla różnych wymagań aplikacji. Techniczny węglik krzemu wykazuje 3-punktowy moduł zerwania o wartości 450 MPa, podczas gdy ceramika na bazie azotku krzemu wykazuje moduł zerwania w zakresie 500 – 945 MPa.

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

Ceramika azotku krzemu od International Syalons

International Syalons projektuje i inżynieruje najnowocześniejszą ceramikę techniczną i materiały ogniotrwałe zgodnie z najwyższymi standardami certyfikacji. Nasza zaawansowana ceramika z azotku krzemu nadaje się do zastosowania w przetwórstwie chemicznym, obróbce metali żelaznych i nieżelaznych oraz w zastosowaniach związanych z odzyskiwaniem ropy i gazu.

• International Syalons dostarcza zastrzeżony produkt znany jako Zircalon 30 – Nowy gatunek odpornej na złamania cyrkonii do zastosowań spawalniczych. Przeczytaj więcej, aby dowiedzieć się jak stworzyliśmy nowy materiał o MOR = 1000 MPa w temperaturze 20°C.

Jeśli chcieliby Państwo uzyskać więcej informacji na temat gamy ceramiki z azotku krzemu dostępnej w International Syalons, prosimy o kontakt z nami.