Automobilový průmysl prochází hlubokou proměnou směrem k elektrifikaci, lehkému zatížení a vyšší efektivitě. Tradiční kovové komponenty čelí výzvám, jako je rychlé opotřebení, silná závislost na mazání a vysoké energetické ztráty při vysokých rychlostech, vysokých teplotách a vysokých zatíženích. Keramika z nitridu křemíku díky nízké hustotě (snížení hmotnosti o 60 %), vysoké tvrdosti (téměř dvojnásobné oproti ložiskové oceli), samomazacím vlastnostem a odolnosti vůči vysokým teplotám (stabilní provoz při 1200 °C) se stala klíčovým materiálem pro elektrické pohony v novoenergetických vozidlech, tradičních pohonných jednotkách a přesných obráběcích. Použití komponent z nitridu křemíku může výrazně snížit ztráty třením a prodloužit intervaly údržby, což výrobcům vozidel pomáhá dosáhnout nižší spotřeby energie, delší životnosti a menší ekologické stopy.
Keramická topná tělesa z nitridu křemíku mají integrovaný design kombinující vysoce tepelně vodivý substrát z nitridu křemíku s vestavěným rezistivním topným obvodem, což umožňuje rychlou, rovnoměrnou a bezpečnou konverzi z elektricko-tepelného přenosu. Navržena tak, aby vyhovovala požadavkům na vytápění elektrických a hybridních vozidel v nízkoteplotním prostředí, křemíková nitridová topná tělesa nabízí vyšší hustotu výkonu a delší životnost ve srovnání s tradičními topiči PTC (pozitivní teplotní koeficient).
Klíčové vlastnosti:
Odolnost vůči oxidaci při vysokých teplotách: Schopná dlouhodobého stabilního provozu při 1000 °C bez odlupování vodního kamene, což zabraňuje poklesu topného výkonu.
Rychlé zahřívání: Povrchová teplota může během 2 sekund po zapnutí přesáhnout 300 °C, což výrazně zkracuje dobu předehřátí.
Vysoká elektrická izolace: Objemová rezistivita >10¹⁴ Ω•cm; není potřeba žádná další izolační vrstva, což zajišťuje bezpečný a spolehlivý přímý kontakt s kapalinami nebo vzduchem.
Silná odolnost proti tepelným šokům: Odolává opakovaným rychlým cyklům chlazení a ohřívání od pokojové teploty do 800 °C bez praskání.
Nástroje na zpracování keramických výrobků z nitridu křemíku se používají pro vysokorychlostní suché řezání litinových a niklových slitin, jako jsou automobilové bloky motorů, hlavy válců a brzdové kotouče. Díky vysoké tepelné tvrdosti a vynikající odolnosti vůči tepelným šokům si udržují stabilní řezací výkon i bez použití chladicí kapaliny, čímž zabraňují kontaminaci chladicí kapaliny. Tyto nástroje mají životnost 3 až 5krát delší než karbidové nástroje, což výrazně snižuje frekvenci výměny nástrojů a spotřebu energie při obrábění.
Keramické ložiskové kuličky z nitridu křemíku slouží jako válcové prvky v elektrických pohonech, ložiskách nábojů a turbodmychadlech vozidel s novou energií. Ve srovnání s ocelovými kuličkami mají hustotu o 60 % nižší a koeficient tření až 0,001 nebo nižší, což umožňuje provoz bez mazání nebo s nízkým mazáním. To snižuje ztráty ložisek motoru o 48 % a výrazně optimalizuje celkovou spotřebu energie vozidla. Navíc keramické kuličky nezpůsobují elektrochemickou korozi, čímž zcela řeší problém selhání ložisek způsobených elektrochemickou korozí v elektrických pohonných systémech.
Na automatizovaných automobilových montážních linkách se pro přesné polohování v přípravcích a měřicích přístrojích používají lokalizační kolíky z nitridu křemíku. Jejich ultra-vysoká tvrdost a odolnost vůči opotřebení zajišťují dimenzionální stabilitu i po stovkách tisíc upínací cyklů. Díky nízkému koeficientu tepelné roztažnosti (3,2×10⁻⁶/K) zachovávají přesnost polohování během svařování nebo tepelného zpracování, čímž snižují množství odpadu a frekvenci překalibrace.
Při nízkotlakém odlévání hliníku jsou křemíkové nitridové stoupače zodpovědné za přepravu roztaveného hliníku z uskladňovací pece do formy. Nitrid křemíku je zcela nemokrohodnotný díky roztavenému hliníku, což zabraňuje ucpání způsobenému sloučeninami hliníku a železa. Nabízí vynikající odolnost proti tepelnému šoku (nevyžaduje předehřívání během celého procesu) a má životnost 5 až 8krát delší než tradiční litinové nebo křemenné stoupačky, což výrazně snižuje počet vypnutí pece kvůli výměně a množství vznikajícího hliníku.
Navrženo pro měření teploty a ochranu v automobilových rafinačních a tepelných pecích na hliník. Ochranný obal křemičitého nitridu je odolný vůči korozi způsobené roztaveným hliníkem a tepelným šokům a může pracovat nepřetržitě při 800 °C po několik měsíců bez poškození. To zajišťuje přesné a spolehlivé měření teploty, zabraňuje poškození termočlánků a kontaminaci roztaveným hliníkem způsobenou prasknutím ochranné trubky a zvyšuje energetickou účinnost a bezpečnost pece.
Při rafinaci hliníkových slitin vysokorychlostní rotace rotoru pro odplyňování oxidu křemičitého rozkládá inertní plyn na drobné bubliny, čímž odstraňuje vodík a inkluze z roztaveného hliníku. Rotor z nitridu křemíku je odolný vůči korozi a tepelnému šoku z hliníku a nekontaminuje roztavený hliník. Jeho životnost je 4 až 6krát delší než u rotorů s grafitem nebo keramickým povlakem, což snižuje frekvenci výměny, zajišťuje konzistentní odplyňování a zlepšuje kvalitu odlévání a výtěžnost.
