🇬🇧

סיליקון ניטריד (Si₃N₄)

קרמיקה חזקה וקלה, עמידה להלם תרמי

3.25 g/cm³צפיפות
310 GPaמודול E
0% — שחיקה/EDMעיבודיות

ערכים טיפוסיים למצב המסירה שבכותרת

סיליקון ניטריד משלב חוזק גבוה (כ-700 MPa בכפיפה במאגר), קשיחות טובה יחסית לקרמיקה, צפיפות נמוכה (כ-3.25 g/cm³) ועמידות יוצאת דופן להלם תרמי. הוא שומר על חוזק בטמפרטורות גבוהות.

השימוש המוכר ביותר שלו הוא כדורים למסבים "היברידיים" (טבעות פלדה וכדורי קרמיקה): הכדורים קלים, קשים ולא מוליכים חשמל, כך שהמסב מהיר יותר ועמיד יותר. הוא משמש גם לכלי חיתוך לברזל יציקה, לחלקי מנועים ולרכיבים בהתכת מתכות.

תכונות מכניות ופיזיקליות

תכונהערךהערה
מודול אלסטיות E310 GPa
צפיפות ρ3.25 g/cm³
חוזק כפיפה700 MPaערך המאגר
קשיות ויקרס HV1600
עיבודיות0% — שחיקה/EDMדירוג יחסי במאגר האתר

מבנה וייצור

מאפייןערךמשמעות
סוגקרמיקה לא-אוקסידית (ניטריד)חוזק ועמידות להלם תרמי
צפיפותכ-3.25 g/cm³קל
ייצורסינטור עם תוספות, או כבישה חמה

ערכים טיפוסיים לפי נתוני יצרנים.

דרגות ותהליכי ייצור

קרמיקות טכניות מיוצרות מאבקה שנכבשת ומסונטרת בחום. הטוהר, הצפיפות וגודל הגרעין קובעים את התכונות, ולכן אותו "חומר" מספקים שונים יכול להתנהג אחרת.

גרסהתכונותמתי בוחרים
מסונטר בלחץ גז (GPS)צפוף וחזקכדורי מסבים, חלקים מכניים
כבוש חם / HIPחוזק ואמינות מרבייםמסבים קריטיים
קשור בתגובה (RBSN)זול, פחות צפוףחלקים בחום, פחות עומס

שימושים

ייצור ועיבוד

עיבוד

אחרי סינטור עובדים בהשחזה ובליטוש ביהלום בלבד, וזה יקר. מעבדים את רוב הצורה במצב "ירוק" (לפני סינטור), ומתחשבים בהתכווצות בסינטור.

הלם תרמי

מצוין, מהטובים בקרמיקות.

שבירות

קרמיקה לא מתעוותת לפני שבר: היא נשברת פתאום מפגם קטן, ולכן החוזק מפוזר מאוד. נמנעים מפינות חדות, ממאמצי מתיחה ומהלם, ומעדיפים עומסי לחיצה.

השוואה לחומרים דומים

חומרRm / Rp0.2ריתוךמתי עדיף
אלומינה (Al₂O₃ 99.5%)380 MPaלא ניתןאלומינה: זולה, פחות עמידה להלם תרמי · לדף החומר
זירקוניה (ZrO₂ Y-TZP)1200 MPaלא ניתןזירקוניה: קשיחה יותר, כבדה, לחום נמוך · לדף החומר
סיליקון קרביד (SiC)410 MPaלא ניתןסיליקון קרביד: קשה יותר, מוליך חום · לדף החומר

טעויות נפוצות

להחליף כדורי פלדה במסב בלי לבדוק את המסב כולו

מסב היברידי מתוכנן כמערכת: טבעות, סיכה ועומסים.

לבחור דרגה בלי לדעת את תהליך הייצור

RBSN ו-GPS שונים מאוד בחוזק.

להעמיס במתיחה או בהלם

כמו כל קרמיקה, הוא שביר.

מקבילים, תקנים ואספקה

תקניםמפרט יצרן
צורות אספקהלוח · מוט · מסבים
יצרניםKyocera · CoorsTek · Coorstek

להמשך לימוד

הערכים טיפוסיים ומשמשים להשוואה בלבד. בקרמיקות החוזק נמדד בכפיפה ומפוזר מאוד (תלוי בפגמים ובגימור), ולכן מתכננים לפי נתוני היצרן ובמקדמי בטחון מתאימים. מקורות: ISO 513, ‏ISO 13356, ‏ASTM F603, גיליונות יצרנים, ומאגר החומרים של METAL HUB.
עודכן: 31 באוקטובר 2026