Rodamientos de cerámica: circonia o nitruro de silicio?

- Jun 17, 2020-

Rodamientos de cerámica: circonia o nitruro de silicio?

Existen varios tipos de rodamientos de cerámica disponibles comercialmente, todos los cuales ofrecen muchas ventajas sobre los elementos de rodamientos tradicionales. Las cerámicas típicas que se utilizan como materiales de soporte son el nitruro de silicio (Si3N4) y circonia (ZrO2).

El nitruro de silicio es un material muy duro pero también muy ligero. Con una excelente resistencia al agua, agua salada y muchos ácidos y álcalis, también tiene un rango de temperatura muy amplio y es adecuado para su uso en aplicaciones de alto vacío. La extrema dureza del nitruro de silicio también significa una mayor fragilidad, por lo que las cargas de impacto o impacto deben minimizarse para evitar el riesgo de grietas.

El nitruro de silicio se ha implementado como el material principal en varias aplicaciones aeroespaciales. En particular, los transbordadores espaciales de la NASA se fabricaron originalmente con cojinetes de acero dentro de sus turbomotores, lo que no es una buena combinación cuando el transbordador espacial, y particularmente sus motores, experimentaron inmensas cargas y temperaturas. Debido a estas cargas extremas, los ingenieros de la NASA actualizaron los rodamientos al equivalente de nitruro de silicio, debido a su superioridad en entornos de vacío. Impresionantemente, según el informe de análisis de la NASA, Si3N4los rodamientos mostraron una ganancia del 40 por ciento en tiempo de ejecución en comparación con sus contrapartes de rodamientos de acero.

Rodamientos de cerámica hechos de ZrO2, o dióxido de circonio, es un material cerámico resistente con propiedades de expansión muy similares al acero, aunque son 30% más ligeros. Esta es una ventaja cuando se consideran ajustes de eje y carcasa para aplicaciones de temperatura más alta, donde la expansión del rodamiento podría significar que el eje ya no se ajusta.

Aunque generalmente se les conoce como ZrO2rodamientos, en realidad están hechos de ZrO2estabilizado con óxido de itrio, que le da al material mayor resistencia y resistencia a la fractura a temperatura ambiente. También son extremadamente resistentes al agua, lo que significa que a menudo se usan en aplicaciones marinas, particularmente donde el equipo está completamente sumergido o donde los rodamientos de acero tradicionales no soportarán la carga o la velocidad.

Pesando si un Si3N4o un ZrO2el rumbo es la opción correcta es una decisión compleja, pero en general, ZrO2los rodamientos se especifican más comúnmente debido a su extrema resistencia a la corrosión y sus propiedades más duras.

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