Rulmenții ceramici: din nitrură de siliciu sau dioxid de zirconiu?

0 Shares
0
0
0

Iată câteva detalii de obicei neglijate, atunci când ne referim la rulmenții ceramici.

Există mai multe tipuri de rulmenți din ceramică disponibile în comerț, toate oferind o serie de avantaje față de elementele clasice ale rulmenților. Materialele tipice de ceramică folosite la rulmenții ceramici sunt nitrura de siliciu (Si3N4) și dioxidul de zirconiu sau zirconia (ZrO2).

Nitrura de siliciu este un material foarte dur, și totodată foarte ușor. Are o rezistență mărită la apă, apă sărată, acizi și substanțe alcaline. De asemenea, rezistă la temperaturi foarte mari și este potrivit pentru utilizarea în aplicații cu nivel ridicat de vidare. Duritatea extremă a nitrurii de siliciu se traduce printr-o fragilitate mai mare, astfel încât șocul sau de impactul trebuie redus la minimum pentru a evita fisurarea.

Nitrura de siliciu a fost folosită ca material principal în mai multe aplicații aerospațiale. Inițial, turbopompele navetelor spațiale de la NASA au fost echipate cu rulmenți de oțel, dar s-a dovedit a nu fi o combinație prea bună, având în vedere sarcinile și temperaturile imense la care au fost supuse motoarele lor. Din această cauză, s-a trecut la modernizarea rulmenților la echivalentul nitrurii de siliciu, datorită superiorității sale în mediile cu nivel înalt de vid. Rezultatul nu a întârziat să apară, rulmenții din nitrat de siliciu dovedindu-se a fi cu 40% mai eficienți în timpul de rulare decât omologii lor din oțel.

Dioxidul de zirconiu, folosit de asemenea la rulmenții ceramici, este un material dur, cu proprietăți similare de expansiune cu ale oțelului, fiind însă cu 30% mai ușor. Acesta este un avantaj mai ales în aplicațiile în care se consideră că arborele și carcasa fac față unor temperaturi mai ridicate, iar expansiunea rulmentului ar putea împiedica potrivirea arborelui.

Deși sunt denumite de regulă lagăre din ceramică pe zirconiu, acestea sunt de fapt realizate din oxid de zirconiu stabilizat cu oxid de ytriu, oferind materialului o rezistență mai mare. Sunt extrem de rezistente la apă, fiind utilizate deseori în aplicații marine, în special în echipamente complet scufundate în apă sau unde rulmenții convenționali din oțel nu fac față sarcinii sau vitezei.

Opțiunea corectă dintre nitrura de siliciu sau dioxidul de zirconiu în alegerea rulmentului ceramic potrivit este o decizie dificilă. Cert este că există mai multe specificații despre rulmenții din dioxid de zirconiu, datorită rezistenței lor la condiții de coroziune extremă și a proprietăților mai dure.

0 Shares
You May Also Like