ברכיבי הליבה של ציוד גזז, אורך החיים של הרוטור משפיע על עלות הייצור. רוטורים גרפיט מסורתיים נמצאים בשימוש נרחב בגלל התנגדות הטמפרטורה הגבוהה שלהם, עמידות בפני קורוזיה ומאפיינים אחרים. עם זאת, עם קידום מדעי החומרים, הרוטורים של סיליקון ניטריד (SI3N4) צצו בהדרגה, במיוחד במכונות גזז רציפות, המראים יתרונות משמעותיים. להלן ניתוח של היתרונות הליבה של רוטורי סיליקון ניטריד בהשוואה לרוטורים גרפיט:
1. קשיות מעולה ועמידות בלאי
הקשיות של סיליקון ניטריד גבוהה בהרבה מזו של גרפיט, וקשיות הוויקרס שלו יכולה להגיע ל 14-16 GPA, שקרוב לרמת הקשיות של היהלום. זה מאפשר לרוטורי סיליקון ניטריד להפחית ביעילות את הבלאי הנגרם כתוצאה מחיכוך ולהרחיב את חיי השירות שלהם תחת סיבוב מהיר או בתנאי עומס גבוהים.
2. יציבות מעולה בטמפרטורה גבוהה וכוח מכני
למרות שלרוטורים גרפיט יש עמידות מצטיינת בטמפרטורה גבוהה (טמפרטורת עבודה יכולה להגיע ל 750-800 תואר 9), חמצון או היחלשות מבנית עשויים להתרחש בטמפרטורות גבוהות קיצוניות. סיליקון ניטריד יכול לשמור על תכונות מכניות יציבות בסביבות בטמפרטורה גבוהה מעל 1200 מעלות ובעלי עמידות חזקה יותר בהלם תרמי. בנוסף, לסיליקון ניטריד יש חוזק תשואה גבוהה ועמידות לעיוות מעולה, מה שהופך אותו מתאים לשדות הדורשים דיוק גבוה.
3. עמידות בפני קורוזיה חזקה יותר
לרוטורים גרפיט יש עמידות טובה לסביבות חומציות ואלקליות, אך קורוזיה עדיין עשויה להתרחש במדיה חמצונית מסוימת או בחשיפה לטווח הארוך למים, מי ים וסביבות אחרות. סיליקון ניטריד כמעט ולא מגיב עם מרבית הכימיקלים, כולל חומצות חזקות, בסיסים חזקים וסביבות ריסוס מלח, מה שהופך אותו למועיל יותר.
4. מאפיינים קלים וחיסכון באנרגיה
הצפיפות של סיליקון ניטריד (כ- 3.2 גרם\/ס"מ) נמוכה משמעותית מזו של חומרים מתכתיים וקרוב לגרפיט, אך מאפייני החוזק הגבוהים שלו הופכים את עיצוב הרוטור לקל יותר, ובכך מפחית את צריכת האנרגיה של ציוד ציוד.
למרות עלות הייצור הגבוהה וקושי העיבוד של רוטורי סיליקון ניטריד, יתרונות הביצועים שלהם בסביבות קיצוניות הופכים אותם לבחירה אידיאלית עבור שדות תעופה וחלל, אנרגיה חדשה וייצור דיוק.
