窒化ケイ素セラミック材料の紹介
主成分であるSi3N4を有する窒化ケイ素は、優れた耐熱衝撃性と高温強度を備え、自動車用エンジンやガスタービンなどの高温環境に適した理想的な材料です。ターボチャージャーの回転子、ディーゼルエンジンのヒーティングプラグ、電気コネクタなどに広く使用されるほか、航空宇宙分野や産業製造においても重要な役割を果たし、さまざまな高温・高圧条件下で動作する部品に対して信頼性の高い性能と長期にわたる安定した稼働を提供しています。.
特長
窒化ケイ素(Si3N4)は、優れた高温特性と卓越した機械的特性を備えた先進的なエンジニアリングセラミック材料です。.
1. 高温下での高い強度と破壊靭性
窒化ケイ素は高温下でも高い強度と優れた破壊靭性を示すため、多くの高温用途において理想的な選択肢となっています。.
自動車用エンジン部品: 窒化ケイ素は、ピストンリング、タービンブレード、燃料噴射ノズルなど、自動車用エンジンの高温構造部品として広く利用されています。その高い強度と耐摩耗性により、これらの部品は高温・高圧および過酷な環境下でも安定して動作し、エンジンの効率と信頼性を向上させます。.
ガスタービンおよび燃焼室部品: 窒化ケイ素は、タービンベアリング、燃焼室ライナー、ノズルなどのガスタービンおよび燃焼室部品にも広く使用されています。高温強度と耐食性により、これらの部品は高温・高圧環境下でも長期間にわたり安定して稼働し、装置の性能と寿命を向上させます。.
2. 低い熱膨張係数と極めて高い耐熱衝撃性
窒化ケイ素は低い熱膨張係数と極めて高い耐熱衝撃性を有しており、高温環境下でも優れた性能を発揮します。.
低い熱膨張係数: 窒化ケイ素の低い熱膨張係数は、高温下でも変形しにくいことを意味し、高温炉や熱処理装置など、寸法や形状の安定性が求められる高温用途に特に適しています。.
極めて高い耐熱衝撃性: 窒化ケイ素は極めて高い耐熱衝撃性を示し、急激な温度変化下でも強度と完全性を維持します。このため、熱電対やスパークプラグ絶縁体など、頻繁な温度サイクルを要する用途において非常に有用です。.
窒化珪素は、その独自の特性の組み合わせにより、高温・高圧下や過酷な環境において広く応用されています。自動車産業からエネルギー分野、航空宇宙から産業製造に至るまで、窒化珪素は重要な役割を果たし、各種高温構造部品に対して信頼性の高い材料ソリューションを提供しています。その優れた性能と耐久性は、設備の効率と信頼性を向上させるだけでなく、技術の進歩と革新を促進しています。.
| 物理的特性 | ||
| 材料特性および物理的性能 | 単位 | 典型的な値 |
| 密度 | g/cm³3 | >3.2 |
| 硬度 | HRA90 | |
| ビッカース硬さ(Hv50) | HV0.5 | >1550 |
| 弾性率 | GPa | 290 |
| 曲げ強度 | MPa | >600 |
| 圧縮強度 | MPa | 2500 |
| 破壊靭性 | MPa·m¹/²1/2 | >6.0 |
| 熱的特性 | ||
| 熱力学的特性 | 単位 | 典型的な値 |
| 最大使用温度 | ℃ | 1200 |
| 熱伝導率 | W/(m·K) | 15-20 |
| 熱膨張係数 | 10-6/℃ | >3.1 |
| 熱衝撃耐性 | △T℃ | 500 |
| 比熱容量 | KJ/kg·K | 700 |
| 電気的特性 | ||
| 電気的特性 | 単位 | 典型的な値 |
| 誘電強度 | KV/mm | 1 |
| 誘電率 | ||
| 20°Cにおける体積抵抗率 | Ω·cm | 1.0×1012 |