Welche Verwendungszwecke haben Dichtungsringe aus Siliziumnitridkeramik?

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In der modernen Industrie hängen die Zuverlässigkeit, die Effizienz und die Lebensdauer von Anlagen weitgehend von der Leistung ihrer Schlüsselkomponenten ab. Unter ihnen spielt der Dichtungsring als scheinbar einfaches, aber entscheidendes Bauteil eine zentrale Rolle bei der Verhinderung des Austretens von Medien und der Isolierung von Schadstoffen. Unter den zahlreichen Dichtungsmaterialien, Dichtungsringe aus Siliziumnitrid-Keramik werden aufgrund ihrer ausgezeichneten umfassenden Leistung zunehmend zur bevorzugten Wahl für anspruchsvolle und raue Arbeitsbedingungen.

Warum ist Siliziumnitridkeramik so hervorragend? -Leistungsvorteil ist die Grundlage der Anwendung
Bevor wir uns näher mit seinen Anwendungen befassen, müssen wir zunächst verstehen, warum Siliziumnitridkeramik so beliebt ist. Im Vergleich zu herkömmlichen Werkstoffen wie Aluminiumoxid, Wolframkarbid, Metallen usw. hat es unvergleichliche Kombinationsvorteile:
Äußerst hohe Härte und Verschleißfestigkeit: Seine Härte ist die zweithöchste nach Diamant und kubischem Bornitrid, und es kann dem Verschleiß und der Erosion körniger Medien wirksam widerstehen.
Ausgezeichnete mechanische Festigkeit und Zähigkeit: Es hat eine hohe Biegefestigkeit, und vor allem ist seine Bruchzähigkeit viel höher als die von gewöhnlichen Keramiken. Es ist stoßfest und nicht leicht spröde.
Geringe Dichte und geringes Gewicht: Mit einer Dichte von nur 40% Stahl kann es die Zentrifugalkraft von schnell rotierenden Bauteilen erheblich reduzieren und die Stabilität der Ausrüstung verbessern.
Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit: korrosionsbeständig gegen die meisten chemischen Medien wie Säuren, Laugen, Salze usw. (außer Flusssäure).
Ausgezeichnete thermische Stabilität: Der thermische Ausdehnungskoeffizient ist extrem klein, die Größenänderungen sind bei hohen Temperaturen minimal, die Temperaturwechselbeständigkeit ist gut, und das Material kann starken Kalt-Warm-Wechseln standhalten.
Selbstschmierung: Wenn es gegen bestimmte Materialien wie Kohlenstoff-Graphit getragen wird, kann es einen Schmierfilm bilden und den Reibungskoeffizienten verringern.
Gerade diese herausragenden Eigenschaften ermöglichen es den Dichtungsringen aus Siliziumnitridkeramik, Probleme zu lösen, mit denen herkömmliche Dichtungsmaterialien nur schwer zurechtkommen.

Hauptanwendungsbereiche und gelöste Probleme
Die Anwendung von Siliziumnitrid-Keramik-Dichtringen ist in allen Industriebereichen, die strenge Anforderungen an die Dichtungsleistung stellen, nahezu allgegenwärtig.

1. Chemie- und Prozessindustrie
   Anwendungsszenarien: In Anlagen wie Zentrifugalpumpen, Reaktionsgefäßen, Mischern, Kompressoren, Ventilen usw. werden stark korrosive Medien, die feste Partikel und Fasern enthalten (z. B. Zellstoff, saure und alkalische Flüssigkeiten, Brei usw.), transportiert oder verarbeitet.
   Problem gelöst:
   Abrasiver Verschleiß: Herkömmliche harte Dichtungsringe (z. B. aus Wolframkarbid) stoßen mit Partikeln in partikelhaltigen Medien zusammen, was zu einem schnellen Verschleiß führt. Die hohe Härte und Zähigkeit von Siliziumnitrid ermöglicht es, dem Schneiden von Partikeln zu "widerstehen", was die Lebensdauer erheblich verlängert.
   Chemische Korrosion: Metalldichtungen wie Edelstahl sind in stark korrosiven Umgebungen anfällig für Rost und Lochfraß, was zum Versagen der Dichtung führen kann. Die chemische Inertheit von Siliziumnitrid gewährleistet seine langfristige Stabilität in rauen chemischen Umgebungen.
   Ausfall durch Temperaturschock: Anlagen wie Reaktionsgefäße unterliegen häufig Temperaturschwankungen, und die ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit von Siliziumnitrid verhindert Risse, die durch ungleichmäßige Wärmeausdehnung und Abkühlung entstehen.
2. Automobilbranche
   Anwendungsszenario: Die Kernkomponenten der neuen Energiefahrzeuge (Elektrofahrzeuge, Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge) - Wasserpumpen und elektronische Kühlpumpen.
   Problem gelöst:
   Hohe Drehzahl und Langlebigkeit: Die Wasserpumpendrehzahl von Elektrofahrzeugen ist extrem hoch (oft über 10000 U/min), und die leichten Eigenschaften von Siliziumnitrid reduzieren die Belastung des Wellensystems. Seine hohe Verschleißfestigkeit sorgt in Verbindung mit Kohlenstoffgraphit für geringen Verschleiß bei langfristigem Hochgeschwindigkeitsbetrieb, und seine Lebensdauer übertrifft die herkömmlicher Materialien bei weitem.
   Isolierung und Anti-Elektrolyse: Siliziumnitrid ist ein hervorragender Isolator, der elektrolytische Korrosion, die durch Stromdurchgang durch die Dichtungsoberfläche verursacht wird, wirksam verhindern kann. Dies ist ein fatales Problem, mit dem Metalldichtungsringe in der elektrischen Umgebung von Elektrofahrzeugen konfrontiert sind.
   Korrosionsbeständigkeit gegen Kühlmittel: Siliziumnitrid weist eine ausgezeichnete Beständigkeit gegen langfristige Einwirkung von Kühlmitteln auf Ethylenglykolbasis auf.
3. Luft- und Raumfahrt und Militärindustrie
   Anwendungsszenarien: Kraftstoffpumpen und Schmierpumpen für Flugzeugtriebwerke, Turbopumpen für Weltraumraketen und Getriebesysteme für Militärfahrzeuge.
   Problem gelöst:
   Extreme Arbeitsbedingungen: In diesen Bereichen muss der Dichtungsring extremen Temperaturen, Drücken, hohen Geschwindigkeiten und starken Vibrationen standhalten. Die Hochtemperaturstabilität, die hohe Festigkeit und die hohe Zuverlässigkeit von Siliziumnitrid sind der Schlüssel zur Gewährleistung der Flugsicherheit.
   Gewichtsreduzierung und Effizienzsteigerung: In der Luft- und Raumfahrtindustrie kann der Leichtbauvorteil von Siliziumnitrid das Gewicht der Ausrüstung direkt reduzieren und das Verhältnis von Schubkraft zu Gewicht sowie die Energieeffizienz verbessern.
4. Strom- und Energiewirtschaft
   Anwendungsszenarien: Hauptpumpen in Kernkraftwerken, Pitch- und Yaw-Systeme in Windkraftanlagen und große Gasturbinen.
   Problem gelöst:
   Hohe Anforderungen an die Zuverlässigkeit: In diesen Situationen, in denen der ununterbrochene Betrieb von Anlagen sehr wichtig ist, kann ein Dichtungsversagen zu katastrophalen Abschaltungen führen. Die lange Lebensdauer und hohe Zuverlässigkeit von Siliziumnitrid-Dichtringen minimiert die Wartungshäufigkeit und das Ausfallrisiko so weit wie möglich.
   Besondere Anpassungsfähigkeit an die Umwelt: In Kernkraftwerken kann Siliziumnitrid der Strahlungsalterung widerstehen; in Windkraftanlagen können sie Temperaturunterschieden im Freien und Vibrationen standhalten.
5. Halbleiter- und Elektronikindustrie
   Anwendungsszenario: Trockene Vakuumpumpe bei der Herstellung integrierter Schaltkreise.
   Problem gelöst:
   Ölfreie Sauberkeit: Halbleiterprozesse erfordern absolute Sauberkeit, und jegliche Verschmutzung durch Dichtungen ist inakzeptabel. Die Reibungspaarung aus Siliziumnitrid und Kohlenstoffgraphit erzeugt nur sehr wenige Ablagerungen und hat keinen Magnetismus, wodurch die Anforderungen an ein Ultrahochvakuum und eine extrem saubere Umgebung erfüllt werden können.
   Widerstandsfähigkeit gegen Plasmaerosion: Bei Prozessen wie dem Ätzen und der Abscheidung befindet sich ein aktives Plasma im Inneren des Hohlraums, und Siliziumnitrid kann dessen Erosion wirksam widerstehen.
6. Tiefsee- und Schiffbauindustrie
   Anwendungsszenarien: Antrieb für Tiefsee-Explorationsgeräte, Heckwellenabdichtung für Schiffe.
   Problem gelöst:
   Korrosionsbeständigkeit bei hohem Druck: In Tiefsee-Hochdruck und stark salzhaltigem Meerwasser kann Siliziumnitrid gleichzeitig der mechanischen Belastung durch den Druck und der starken Korrosion des Meerwassers widerstehen und so die langfristige Wirksamkeit der Dichtung gewährleisten.

Bei der Wahl eines Siliziumnitrid-Keramik-Dichtrings geht es nicht nur um die Auswahl eines Bauteils, sondern auch um die Wahl einer zuverlässigen Lösung für Ihre Ausrüstung. Er löst hauptsächlich die folgenden Kernprobleme für Sie:
Langlebigkeit durch Schleifen: Lösung des Problems der kurzen Lebensdauer der Dichtungen und des häufigen Auswechselns aufgrund des abrasiven Verschleißes.
Aufrechterhaltung der Stabilität bei Korrosion: Das Risiko eines schnellen Versagens der Dichtung und einer Leckage in hochkorrosiven Medien.
Geringes Gewicht bei hohen Drehzahlen: Lösung für Vibrationen, Erhitzung und frühzeitiges Versagen aufgrund übermäßiger Zentrifugalkräfte unter Hochgeschwindigkeitsbedingungen.
Stabil bei Hitze und Kälte: Lösung des Problems der Risse im Dichtungsring und der durch Temperaturschwankungen verursachten Leckagen.
Übernehmen Sie wichtige Aufgaben bei besonderen Anforderungen: Lösen Sie spezielle Anforderungen, die herkömmliche Materialien nicht erfüllen können, wie z. B. Isolierung, Antifouling und Gewichtsreduzierung.

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