氮化矽陶瓷球的優點和特性

氮化矽陶瓷球具有的優點和特性

陶瓷種類繁多，雖然氮化矽在工業陶瓷中不是很硬的，韌性也不是很高的，但是在要求高性能的軸承應用中，氮化矽被認為具有很佳的機械物理綜合特性。

氮化矽的一個很大的優點是，如果發生失效，那麼失效是以類似于軸承鋼失效的方式即局部剝落方式發生的，其它類型的陶瓷材料則以災難性的碎裂方式損壞。作為滾動軸承用的材料，從滾動損耗壽命和可靠性的觀點看，氮化矽能勝任。

氮化矽陶瓷的優點和特性

2．1 耐熱性

一般鋼制的軸承使用溫度超過120℃時，硬度就會降低，滾動壽命也會下降。而氮化矽具有很好的溫度特性，特别适用于高溫環境。高溫環境下，軸承鋼已經喪失了其硬度和強度，而陶瓷材料即使在高溫下強度和硬度也不會發生變化，所以對于用在高溫環境的軸承來說，該材料是非常适合的。

2．2離心力

氮化矽的密度約為3．24×103 kg／m3，而軸承鋼的密度約為7．8×103 kg／m3，僅為軸承鋼密度的40％左右，所以當滾動體使用陶瓷時，軸承在高速旋轉時能夠約束因離心力作用引起的滾動體載荷的增加。

2．3線膨脹系數

氮化矽的線膨脹系數大約是軸承鋼的1／4，所以随溫度變化的尺寸變化量小，故有益于在溫度變化大的環境中使用。

2．4硬度、彈性系數、泊松比

因為氮化矽的彈性系數大約是軸承鋼的1．5倍，所以相對載荷的彈性0變形小，相對載荷的剛性就高。

2．5耐腐蝕、無磁性、絕緣性

化工機械設備、食品、海洋等部門使用的機器，采用鋼制軸承時其腐蝕是個問題，在強磁環境中，使用鋼制軸承，從軸承本身磨損下來的微粉被吸附在滾動體和滾動面之間，這将成為軸承提早剝落損壞和噪聲變大的主要原因。鐵路車輛牽引電機使用軸承鋼制軸承會産生電蝕，往往成為軸承提早剝落損壞的原因。而氮化矽陶瓷對大多數強酸和強堿都具有很高的化學穩定性。

普通軸承鋼AISl52100(GCrl5)、不鏽鋼AISl440(9Crl8)、氮化矽(Si3N4)、氧化锆(ZrO：)和氧化鋁(A1：O。)5種軸承材料性能對照情況見表1。

氮化矽陶瓷球的生産加工

氮化矽陶瓷球是用矽粉作原料，先用通常成形的方法做成所需的形狀，在氮氣中及高溫下進行氮化，使矽粉與氮氣反應生成氮化矽。氮化矽的強度很高，尤其是熱壓氮化矽，是目前硬的物質之一。