Keramiklager: Zirkonoxid- und Siliziumnitridlager
Es gibt viele Arten von Keramiklagern, die zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Lagerkomponenten bieten. Zwei gängige Keramikmaterialien für Lageranwendungen sind Siliziumnitrid(Si3N4)UndZirkonoxid (ZrO2).
Siliziumnitridist ein Material mit hoher Härte und relativ geringem Gewicht. Es weist eine hervorragende Beständigkeit gegen Wasser, Salzwasser sowie viele Säuren und Laugen auf und funktioniert über einen weiten Temperaturbereich hinweg gut. Als ein
Infolgedessen findet es weit verbreitete Anwendungen in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Luftfahrt, Halbleiterfertigung, Windenergie, Vakuumtechnik und der chemischen Industrie. Beispielsweise verwendete die NASA zunächst Stahllager für die Turbinenpumpen in Raumfähren, die sich jedoch bei extremen Belastungen und Temperaturen als unzureichend erwiesen. Unter solch extremen Betriebsbedingungen rüsteten NASA-Ingenieure die Lager auf Siliziumnitrid-Lager um, was in Vakuumumgebungen klare Vorteile zeigte. Laut Analysebericht der NASASi3N4-Lagerhielt 40 % länger als Stahllager. Darüber hinaus werden in der Windenergie- und Chemieindustrie Siliziumnitrid-Lager aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturleistung bevorzugt. Die extreme Härte von Siliziumnitrid bedeutet auch eine größere Sprödigkeit, sodass Stoß- oder Schlagbelastungen minimiert werden sollten, um das Risiko von zu vermeiden knacken.
Zirkoniumdioxid, allgemein bekannt als ZrO2, ist ein robustes Keramikmaterial, das bei der Herstellung von verwendet wird
Keramiklager. Diese Lager weisen ähnliche Ausdehnungseigenschaften wie Stahl auf, weisen jedoch ein um 30 % geringeres Gewicht auf. Diese Eigenschaft ist bei Anwendungen mit höheren Temperaturen von Vorteil, da sie dazu beiträgt, Probleme mit der Wellen- und Gehäusepassung zu vermeiden, bei denen die Lagerausdehnung zu einer Fehlausrichtung führen könnte. Obwohl allgemein als bezeichnetZrO2-Lager,Sie bestehen tatsächlich aus mit Yttriumoxid stabilisiertem ZrO2. Dieses Stabilisierungsmittel erhöht die Festigkeit und Bruchfestigkeit des Materials bei Raumtemperatur. Zusätzlich,ZrO2-Lagersind sehr wasserbeständig und eignen sich daher gut für Schiffsanwendungen, bei denen die Ausrüstung vollständig untergetaucht ist oder bei denen herkömmliche Stahllager den Last- oder Geschwindigkeitsanforderungen nicht standhalten können.
| Artikel | Einheit | technische Parameter | |
| Material | - | Zirkonoxid | Siliziumnitrid |
| Farbe | - | Weiss | Schwarz |
| Dichte | g/cm3 | 5,95-6,05 | ≥3,20 |
| Härte (HV 0,5) | Mpa | 1300 | 1500 |
| Max. Arbeitstemperatur | ℃ | 850 | 1200 |
| Bruchzähigkeit (@RT) | Mpa.M1/2 | 7 | 6.2 |
| Druckfestigkeit (@RT) | Mpa | >720 | 2200 |
| Wärmeleitfähigkeit (@RT) | W/Mk | 2.2 | 15-20 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (20-1000℃) | 10-6/℃ | 10.3 | 3,0-3,2 |
(Bitte beachten Sie, dass es sich hierbei um eine vereinfachte Leistungstabelle handelt, in der einige allgemeine Merkmale aufgeführt sind. Tatsächlich wird die Lagerleistung von mehreren Faktoren beeinflusst, darunter spezifische Designanforderungen, Betriebsbedingungen und Anwendungsumgebungen. Daher ist es bei der Auswahl geeigneter Lagermaterialien wichtig Berücksichtigen Sie andere Faktoren und führen Sie detaillierte technische Bewertungen durch.)
Generell bietet der Einsatz von Keramiklagern mehrere Vorteile, wie z. B. hohe Härte, geringes Gewicht, Korrosionsbeständigkeit und Hochtemperaturtoleranz. Diese Vorteile machen sie zur idealen Wahl für bestimmte Umgebungen und Anwendungen. Aufgrund ihrer inhärenten Zerbrechlichkeit und höheren Kosten sind jedoch die richtige Konstruktion und die richtigen Betriebsbedingungen von entscheidender Bedeutung, um die Zuverlässigkeit und Leistung von Keramiklagern sicherzustellen.
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