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Sialons如何解决技术陶瓷制造业的挑战

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少杂物欧洲杯足球竞彩质与国际肥塞技术总监Ben Melrose谈过,关于氮化硅和唾液陶瓷的性质,制造技术陶瓷的挑战,国际伊斯兰州如何为要求苛刻的工业和工程挑战提供解决方案。

您可以简要介绍国际肥塞和您制造的材料类型吗?欧洲杯足球竞彩

国际肥塞在1980年代末,英国泰恩泰恩州纽卡斯尔成立,作为与制造氮化硅陶瓷产品相关的挑战的解决方案。在20世纪70年代初(独立但与日本研究小组同时)与纽卡斯尔大学合作,国际肥塞的创始研究人员共同发明了Sialon陶瓷,并在20世纪80年代商业化。被发现将氧化物陶瓷氧化铝加入氮化硅导致形成一个名为“锡亚隆”的新组陶瓷,该名称来自其组成元素(Si-Al-O-N)。

除了氮化硅(Si3.N4.)和锡亚隆(Si-Al-O-N),国际硅胶还提供其他先进的技术氧化物和非氧化物陶瓷,包括氧化锆(Zro2)、铝(Al2O.3.)和碳化硅(SiC),每个碳化硅(SiC)提供略微不同的材料特性,适用于特定应用。

β-sialon SEM显微照片和jänecke棱镜在Y-Si-o-N-N系统中显示相位关系

图片来源:International Syalons

sialons的不同形式和等级是什么?

氮化硅在十九世纪中期的化学家HenriétienneSainte-Claire Deville和FriedrichWöhler中发现。随着一系列欧洲科学家推动解锁硅的理论潜力,研究了这一迷人但令人着迷的新材料。当氮化硅以商业上可商购的高温管,坩埚和喷嘴时,直到1950年左右。这是令人兴奋的是,兴奋引发了许多研究项目,用于使用反应键合(RBSN)或热压氮化硅(HPSN)开发新型高温耐燃气轮机。可悲的是,由于生产复杂形状的困难,以及先进陶瓷的低断裂韧性,这些雄心勃勃的项目中的许多人失败了,而陶瓷的兴趣则受到关注,而注意到新型高温金属合金。

硅铝氧氮化硅合金的研制3.N4.与产生复杂形状的困难,相对差的机械性能和HPSN和RBSN的高制造成本相关的问题是答案。添加少量氧化铝(Al2O.3.)和稀土氧化物,如CeO, MgO, Y2O.3.,或者Yb2O.3.通过在较低温度下的无压烧结,得到了具有较好热机械性能的致密陶瓷。

自赛隆成立以来,国际赛隆已开发了几种商用级别的高级陶瓷:

Syalon 101是一种高强度β-唾液,可以承受高达Δ900℃的热冲击。本用途的技术陶瓷超越了几乎任何金属的硬度,耐腐蚀性和热稳定性,并且可以用尽1200°C的温度。

Syalon 050由于其混合的α-β sialon晶体成分,经过专门设计,可在最极端的研磨和磨损强度大的环境下提供高性能。与大多数sialon陶瓷一样,Syalon 050具有优异的耐腐蚀性能,此外还具有更高的硬度(94 HRA)、蠕变和耐高温(1400°C)。

耐磨Sialon组件

图片来源:International Syalons

Syalon 110专门开发用于横圆的横圆,用于水平连续钢铸造工艺。因此,它提供了改进的钢水耐腐蚀性,高热抗冲击性(δ800℃),最大工作温度为1450℃。


Sialon热电偶保护套

图片来源:International Syalons

Syalon 501是一种sialon的复合牌号,是为提供具有典型氮化硅高强度和高硬度的导电高级陶瓷而开发的。虽然氮化硅和sialon通常是极好的电绝缘体,但Syalon 501的导电性使其可以通过放电加工或线切割形成复杂的模具型材。

国际核苷酸提供了哪些先进的技术陶瓷解决方案?

在国际赛隆,我们自豪地为我们的客户提供专门的技术陶瓷解决方案,无论他们是有经验的设计和使用陶瓷,或新材料这一特殊家族。欧洲杯足球竞彩

我们与我们的客户和研究伙伴密切合作,帮助他们开发和实施创新产品,这些产品要么是由金属或聚合物材料制成的,要么是选择使用陶瓷显著提高操作效率的产品。欧洲杯足球竞彩

由于Sialon Ceramics提供的热机械性能,它们用于各种苛刻的应用和行业,包括;熔融金属搬运,铝铸造,金属成型,焊接销和固定装置,石油和天然气加工,化工工程,无数利基高温腐蚀环境和磨损密集型应用。

在热机械的需求与Sialon提供的那些情况下,我们将推荐替代技术陶瓷,如氧化锆,氧化铝或碳化硅。

这些流行的材料可以提供更大的欧洲杯足球竞彩断裂韧性,硬度,最高工作温度,或导热性,而将与其他材料的性能,如密度,强度,或抗热震性的折衷。

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图片来源:Manine99 / shutterstock.com

先进的氮化硅如何帮助熔融金属处理行业?

氮化硅,更具体地说,sialon陶瓷为有色金属铸造行业提供了巨大的优势。通过使用sialon产品,如热电偶保护套、加热器和冒口管、钢包、坩埚和搅拌器等,铝、锡和锌的铸造工艺以及许多贵金属的处理都可以大大改善。重要的是,Syalons 101和050对大多数有色金属是不湿的,这防止了浮渣在部件上的积聚,减少了维护。高超的抗热震性和高强度的sialon陶瓷允许更快的预热和更宽容的处理管。

与传统的耐火材料如氮化或碳结合碳化硅、钛酸铝、石墨或铸铁相比,sialon具有优异的耐腐蚀性能,这意味着sialon管可以生产出更薄的壁厚;欧洲杯足球竞彩这大大减轻了管的重量,使操作更容易,提高了温度测量系统的灵敏度或增加了再现加热器的效率。

虽然相比之下,Sialon产品可能更昂贵,但如果正确维护和处理,它们将提供更高的效率和整体成本节约。

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图片来源:Panksvatouny / shutterstock.com

复杂氮化硅陶瓷形状的传统制造方法涉及哪些挑战?

技术陶瓷的制造是出了名的困难,尤其是氮化硅等非氧化物陶瓷。大多数陶瓷的典型制造路线包括以下步骤;粉末制造和制备,绿色成型,烧结,可能还有一些烧结后的加工,如研磨和抛光。

非氧化物陶瓷对其制造过程中的许多参数非常敏感,如原材料的纯度和粒度。欧洲杯足球竞彩有许多可能的绿色成型方法,其中一些可以追溯到几千年前(“陶瓷”一词起源于希腊语keramos意思是“陶工的粘土”),例如用手或用轮子形成简单的形状,最终滑动铸造。

这些天陶瓷制造商采用更先进的方法,如注射成型,挤压,模压,或绿色机械加工的冷压粉末。一旦准备好了,绿色部分就开始烧结,再一次,烧结技术的不断改进,如温度和环境控制,促使研究人员开发出更奇异的材料,具有以前无法想象的性能,如用于航天飞机的超高温耐瓦,欧洲杯足球竞彩或者新型电陶瓷和下一代超导体。最后,任何烧结后的研磨或研磨,通常发生在传统和先进的陶瓷是一个非常熟练的过程,需要专门的设备。2020欧洲杯下注官网

在氮化硅的情况下,每一个制造步骤都涉及到对每个参数的精确控制,以实现选定的最终材料性能。例如,如果使用低质量的原材料,不需要的杂质会阻止稳定的滑移制备,并抑制致密化,导致微观结构内的夹杂或孔隙和较差的机械强度。

如果使用滑动铸件形成生坯,则必须在烧结之前除去浇铸部分中的剩余水,这是一个非常缓慢而精致的过程,适用于极大的零件。氮化物陶瓷的烧结也需要很大的关注,因为它们对烧结参数敏感,例如加热速率和温度,大气压,并且烧结家具的存在会导致不需要的结晶阶段和或表面变色,如果未正确选择,则可能导致不需要的晶体相和或表面变色。

一旦生产完全密集的唾液组件,达到紧密耐受精密尺寸,由于极高的硬度,需要专家的金刚石研磨。尽管Sialon的强度相对较高,但与大多数陶瓷相比提供了非常好的断裂韧性,如果操作员缺乏经验或使用不正确的设备,它仍然脆弱,并且可以很容易地芯片。2020欧洲杯下注官网

国际伊斯兰人如何克服这些挑战?

通过我们多年的经验,国际Syalons已经完善了一套强大的制造流程,以提供最高质量的产品。我们技术精湛的团队积累了大量关于sialon陶瓷及其最佳生产路线的知识。

我们与客户、研究和学术机构以及项目合作伙伴密切合作,通过开发新材料和采用新生产技术,确保我们满足他们的需求,并随着他们不断变化的需求而发展。欧洲杯足球竞彩

Not only have we always tried to maintain a positive and encouraging ‘family-run’ atmosphere within our business, working hard to develop our colleagues’ knowledge and skills, but we have also invested in the next generation of staff through apprenticeship programs in collaboration with local colleges.

国际赛隆的下一个目标是什么?

由于我们在2018年收购我们的CALSITHERM集团,我们在2018年收购美国的投资时,我们将富裕的历史与我们丰富的历史为富裕的历史,因此未来为国际肥沃。

现在作为一个结构化的公司经营,我们最好在提供的保温,防火和耐火药物产品外,提供技术陶瓷解决方案硅粉CALSITHERM.我们正在扩建我们的工厂,以增加产能和能力,并通过工艺效率不断改善我们的产品质量和交货期。

我们的工厂扩建允许我们安装额外的高科技专业设备,使我们能够为日益苛刻的应用提供新的产品和材料。2020欧洲杯下注官网欧洲杯足球竞彩

Syalons将继续关注的最令人兴奋的技术发展领域之一是晚期陶瓷的添加剂制造。氮化物陶瓷长期以来一直难以通过上午生产极其困难,但是,我们参与了最成功的AM技术提供商,并且能够提供极其复杂的3D印刷的Sialon零件,具有出色的精度和表面光洁度,具有热电机械性能传统上加工零件。这种接地技术正在打开门,并在纺织制造和生物医学植入物到航空航天和防御应用中,在各种行业上开放工具。


复杂的3D打印Syalon 101组件

图片来源:International Syalons

关于Ben Melrose.ImageForArticle_18896_1581937429968359.png

Ben Melrose是International Syalons (Newcastle) Ltd的技术总监,他于2012年加入公司担任开发工程师,并于2019年被任命为董事会成员。在伯明翰大学学习材料工程(MRes)后,Ben专注于与客户和欧洲杯足球竞彩研究伙伴一起开发基于sialon的新型先进陶瓷材料和陶瓷制造技术,现在负责国际Syalons的研发和质量保证的所有方面。

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