Sialon賽隆陶瓷是如何提高工業(yè)效率的

提高工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)效率，是提高其經(jīng)濟(jì)效益的基本環(huán)節(jié)，而提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，就能有效推動(dòng)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。在生產(chǎn)過程中，有很多方式可以縮短生產(chǎn)所需的時(shí)間，最常用的一種方式，就是采用性能更優(yōu)秀的材料替換原有的工件，通過降低損耗來達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的。
其中，賽隆（Sialon）陶瓷是被制造業(yè)鐘愛的選擇之一。Sialon是硅，鋁，氧和氮的首字母縮寫Si-al-o-n，證明它是一種結(jié)合了“Al”和“O”的氮化硅基陶瓷，是由Si3N4中Si、N原子被Al或(Al+M)(M=Li、Cu、Mg、Y、R等)及O原子置換所形成的一大類固溶體的總稱，因其晶體構(gòu)型不同而具有不同的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。

賽隆陶瓷制品

與許多高級(jí)陶瓷一樣，賽隆陶瓷與大多數(shù)金屬，聚合物和復(fù)合材料相比，具有出色的高溫?zé)釞C(jī)械性能。當(dāng)正確使用時(shí)，它所提供的各項(xiàng)材料性能都可以用來顯著提高系統(tǒng)效率。以下就是一些由于在工業(yè)中使用賽隆陶瓷而減少了損耗的示例。
01工業(yè)磨損：噴嘴
生產(chǎn)出更輕、更高效的汽車是汽車制造商永遠(yuǎn)的追求，因此近年來他們開始使用鋁制變速箱外殼以減輕汽車的重量。但這些鋁材在被制成變速箱之前，需要涂覆上CuSn確保其硬度達(dá)到要求，而在此之前則需要通過噴砂工藝對(duì)鋁表面進(jìn)行粗化處理，以方便涂層附著。由于陶瓷砂的硬度較大，很容易對(duì)噴嘴造成磨損，因此噴嘴材料的選擇至關(guān)重要。

塞隆陶瓷噴嘴

InternationalSyalons最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，某型號(hào)的塞隆陶瓷噴嘴可使用814個(gè)小時(shí)以上，而目前最堅(jiān)硬的工程材料之一碳化鎢材料制成的噴嘴，僅可使用20-25個(gè)小時(shí)。根據(jù)這個(gè)結(jié)果，再結(jié)合每個(gè)消耗品噴嘴的價(jià)格和每次更換噴嘴的停機(jī)時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。研究人員計(jì)算出，若將全部噴嘴都替換為塞隆陶瓷，那每臺(tái)機(jī)器可節(jié)省約6500英鎊/年，整個(gè)客戶集團(tuán)每年可節(jié)省高達(dá)25萬英鎊。這個(gè)例子就很好地說明了材料的特性（該例中的是硬度）是如何改善操作效率（易損件磨損和停機(jī)時(shí)間），從而顯著提高生產(chǎn)率和降低成本。
02熔融金屬加工：保護(hù)管
鋁是地球上含量最多的金屬，其低密度和耐腐蝕的特點(diǎn)使它的合金制品常常用于建筑、汽車運(yùn)輸、航空航天及食品包裝等行業(yè)。在制造鋁制品（如汽車合金車輪或飲料罐等軋制產(chǎn)品）時(shí)，需要在爐子將鋁加熱至其熔點(diǎn)（根據(jù)合金成分不同，約650-750℃），在這個(gè)溫度下，熔融鋁液具有極強(qiáng)的腐蝕性，任何與其接觸的物體表面都需要具有很強(qiáng)的抗腐蝕性和熱穩(wěn)定性才能免受損壞。

鋁鑄造廠使用的熱電偶保護(hù)套

而賽隆陶瓷具有突出的不濕潤(rùn)行為和耐熔鋁腐蝕的特性。此外，它在空氣中的最高工作溫度為1200℃，抗熱震性為900℃，即使在最苛刻的鋁加工環(huán)境中也很穩(wěn)定。與鈦酸鋁(Al2TiO2)或氮化物鍵合碳化硅(NBSC)相比，賽隆陶瓷的使用壽命大大提高——如果處理和維護(hù)得當(dāng)，許多保護(hù)管可使用12個(gè)月。此外，塞隆陶瓷密度低、強(qiáng)度高，管壁可以做得更薄。總體來說，使用塞隆陶瓷替換鑄鐵或低級(jí)耐火材料，可大大降低每年的消耗品和能源成本，同時(shí)也降低頻繁更換管子帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)和停機(jī)時(shí)間。
03汽車制造：焊接銷
固定螺母焊接是汽車制造商在底盤和車身面板組裝階段之前通常使用的一種工藝。它一般會(huì)將螺母點(diǎn)焊到金屬板上的預(yù)切孔中，方便以后車輛的第二部分可以快速固定在上面。為了確保螺母和孔的正確位置，就需要使用焊接定位銷。在焊接過程中，首先要將金屬板的孔對(duì)著銷釘，然后將螺母放在銷釘?shù)捻敳坎⒕o緊地固定在金屬板上，然后焊接電極通過螺母和金屬板施加局部電流，使金屬熔化并形成焊縫，焊接過程通常只需要10-100毫秒。在這期間，焊接區(qū)域和銷釘要承受機(jī)械應(yīng)力、高電流、極端熱沖擊以及熔化金屬和焊接飛濺物的腐蝕，而且這個(gè)過程每天都要重復(fù)執(zhí)行數(shù)千次，因此每一個(gè)銷釘都必須要滿足苛刻環(huán)境下的必要要求。
與低成本的鋼制或陶瓷涂層金屬銷釘相比，氧化鋯和塞隆陶瓷焊接定位銷具有很大的優(yōu)勢(shì)——不僅能夠承受極端的溫度波動(dòng)，同時(shí)還具有良好的不潤(rùn)濕性能，能防止熔融金屬焊接飛濺。由于這兩種陶瓷都是電絕緣的，因此電流不可能通過引腳，造成電極之間的電弧，保證焊接質(zhì)量的穩(wěn)定。除此以外，氧化鋯和塞隆陶瓷的斷裂韌性和耐磨性也很好，由于汽車行業(yè)對(duì)產(chǎn)量要求很高，而且通常是機(jī)器人或半自動(dòng)化的，因此基本都是24小時(shí)不間斷操作。在這種情況下，銷釘必須要經(jīng)受住成千上萬次的循環(huán)而不磨損，并能承受孔錯(cuò)位或操作失誤帶來的沖擊。

氧化鋯陶瓷和賽隆陶瓷焊接定位銷

考慮到生產(chǎn)線每天停工一次，每次停工5分鐘就會(huì)導(dǎo)致每周損失10輛汽車，相當(dāng)于每年損失700萬歐元的收入，因此，通過使用高質(zhì)量的陶瓷銷來維持生產(chǎn)線的效率是至關(guān)重要的。有研究表明，塞隆銷釘?shù)氖褂脡勖蛇_(dá)100000次焊接循環(huán)，是普通金屬銷釘?shù)膬杀兑陨希@在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)減少停工時(shí)間、提高產(chǎn)量具有重要意義。