氮化硅陶瓷球具有的優(yōu)點和特性

陶瓷種類繁多，雖然氮化硅在工業(yè)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(yīng)用中，氮化硅被認(rèn)為具有很佳的機(jī)械物理綜合特性。

氮化硅的一個很大的優(yōu)點是，如果發(fā)生失效，那么失效是以類似于軸承鋼失效的方式即局部剝落方式發(fā)生的，其它類型的陶瓷材料則以災(zāi)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，氮化硅能勝任。

氮化硅陶瓷的優(yōu)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。而氮化硅具有很好的溫度特性，特別適用于高溫環(huán)境。高溫環(huán)境下，軸承鋼已經(jīng)喪失了其硬度和強(qiáng)度，而陶瓷材料即使在高溫下強(qiáng)度和硬度也不會發(fā)生變化，所以對于用在高溫環(huán)境的軸承來說，該材料是非常適合的。

2．2離心力

氮化硅的密度約為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(dāng)滾動體使用陶瓷時，軸承在高速旋轉(zhuǎn)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(shù)

氮化硅的線膨脹系數(shù)大約是軸承鋼的1／4，所以隨溫度變化的尺寸變化量小，故有益于在溫度變化大的環(huán)境中使用。

2．4硬度、彈性系數(shù)、泊松比

因為氮化硅的彈性系數(shù)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(jī)械設(shè)備、食品、海洋等部門使用的機(jī)器，采用鋼制軸承時其腐蝕是個問題，在強(qiáng)磁環(huán)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，這將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(jī)使用軸承鋼制軸承會產(chǎn)生電蝕，往往成為軸承提早剝落損壞的原因。而氮化硅陶瓷對大多數(shù)強(qiáng)酸和強(qiáng)堿都具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性。

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

氮化硅陶瓷球的生產(chǎn)加工

氮化硅陶瓷球是用硅粉作原料，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(jìn)行氮化，使硅粉與氮氣反應(yīng)生成氮化硅。氮化硅的強(qiáng)度很高，尤其是熱壓氮化硅，是目前硬的物質(zhì)之一。