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九州酷游app:新材料故事 | 氮化硅陶瓷球:科技创新让这颗“明珠”更加璀璨耀眼

来源:中材高新  发布时间:2022-08-10

编者按

当材料醒来的那一刻,它将成为你生活中的一段感受。看、听、触摸......置身其中,材料无处不在。九州酷游app的能工巧匠们,实验、坚守、创新,锲而不舍,只为成就材料背后的可能,开发材料蕴含的宝藏。我们始终心怀“国之大者”,打造“国之大材”,服务国防建设、服务国家重大工程、服务国民经济主战场、服务人民美好生活......

《新材料故事》,将用通俗易懂的话语,让大家更好认识身边无处不在的新材料,为大家讲述我们与社会发展、人类生活齐步走的故事。

氮化硅陶瓷球的创新与应用

随着社会进步和科学技术的高速发展,轴承的使用环境和条件越来越多样化,对轴承的结构、材质和性能的要求也越来越高,应用材料科学不断突破和创新,氮化硅陶瓷球轴承应运而生。

说到这里,很多人就有疑问了:陶瓷这又脆又易碎的东西怎么能用于轴承呢?一般不都是金属钢质的吗?其实,氮化硅陶瓷是一种人工合成的高纯度氮化硅粉体经过高温高压制备的新型先进陶瓷材料,重量为钢的三分之一,硬度仅次于金刚石,与其他材料相比,具有低密度、高强度、耐高温、耐腐蚀、长寿命、自润滑、高硬高韧、无磁绝缘等众多优异性能,是目前综合性能最好的结构陶瓷,被誉为“全能陶瓷”“黑色陶瓷钢”“先进陶瓷材料皇冠上的明珠”。

航空、航天、航海、核工业、石油化工、医疗器械、轻纺工业、冶金、电力、食品、交通、高速机床等领域需要在高温、高速、深冷、易燃、易爆、强腐蚀、真空、电绝缘、无磁、干摩擦等特殊工况下工作,氮化硅陶瓷这种材料既可以承受金属材料和高分子材料难以胜任的严酷的工作环境,又具有轴承材料所要求的全部重要特性,因此,氮化硅陶瓷虽然在陶瓷中不是最硬的,韧性也不是最高的,但它具有的机械物理综合特性被认为是最佳的。如今,将这类先进陶瓷材料应用于轴承制造,已成为世界高新技术开发与应用的热点和机械工业材料技术革命的标志。

发展历程

1 20世纪60年代初期

美国等欧美国家就开始研究陶瓷材料在滚动轴承中的应用。

2 20世纪80年代

日本开始了此类项目的研究。

3 1978年

山东工陶院成立氮化硅项目组。

4 1980年

无压烧结氮化硅研制成功。

5 1984年

成立氮化硅研究室。

6 1996年

建成国内首条年产80万粒氮化硅陶瓷轴承球中试生产线。

7 2008年

在北京建成年产12吨氮化硅陶瓷轴承球生产线。

8 2011年

在山东成立中材高新氮化物陶瓷有限公司。

9 2014年

国家工业陶瓷工程技术中心氮化硅陶瓷轴承球生产示范线贯通。

10 2017年9月

年产100吨高性能氮化硅陶瓷生产线开工建设。

这一条条时间轴看似轻描淡写,背后却是我国众多科研工作者呕心沥血、执着不息的艰苦奋斗历程。

研发攻关

长期以来,应用在高速机床主轴轴承、机器人轴承、新能源汽车轴承、航空航天发动机轴承及风力发电机绝缘轴承等领域的高端氮化硅陶瓷轴承球的市场一直被国外占据。依托深厚的历史底蕴,中材高新氮化物公司投入大量的人力、物力、财力,2015年成功突破国外的技术封锁,实现高性能氮化硅陶瓷材料中试生产线的贯通,并于当年将热等静压(HIP)氮化硅轴承球推向市。阅艽锏焦时曜饥窦恫牧纤。自2017年100吨高性能氮化硅陶瓷生产线开工建设以来,氮化物公司已量产出规格从φ0.8mm到φ101.6mm不等、精度等级G3、G5、G10、G20不等的陶瓷球。

产品应用

近几年,随着年产100吨高性能氮化硅陶瓷生产线建成达产,中材高新氮化硅陶瓷材料得到快速发展,已成为国内产能最大的氮化硅陶瓷研发和制造企业。研制的G3级氮化硅陶瓷轴承球已应用于航空发动机等领域,实现国产替代。同时,切入新能源汽车产业链,与全球轴承科技与制造头部企业合作,成功开发新能源汽车用氮化硅陶瓷轴承并实现批量供货。合作研发的新能源汽车功率器件用高导热氮化硅陶瓷基板产品,均展示出未来巨大的市场需求。

氮化物公司将秉持“材料创造美好世界”使命,坚持专业化、产业化、国际化,以科技培育新动能,以新动能推动新发展,以新发展创造新辉煌,力争打造成为最具行业影响力的龙头产业,引领和推动高端氮化硅陶瓷轴承、高导热氮化硅基片在高端装备、新能源汽车、航空航天等领域应用发展,让氮化硅陶瓷这颗“黑色明珠”更加璀璨耀眼!

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