Когда говорят про sialon-керамику, сразу всплывают две крайности: либо её называют панацеей для металлургии, либо недооценивают из-за сложности синтеза. На деле же всё упирается в тонкости состава и геометрию спекания – об этом редко пишут в учебниках, но каждый технолог на производстве через это проходит.
Наша компания ООО Шаньдун Синькэсинь Новые Материалы Технологии с самого начала делала ставку на модифицированные составы. Если брать классический sialon, его термостойкость редко превышала 1400°C – мы же через введение иттриевых присадок вышли на 1550°C. Но и тут есть нюанс: присадки снижают устойчивость к термическим ударам, приходится балансировать между свойствами.
В прошлом квартале пробовали делать упор на β-sialon с повышенным содержанием азота. Лабораторные тесты показывали отличные результаты, но при масштабировании на оборудовании начались проблемы с пористостью. Пришлось возвращаться к α-фазе с добавлением карбида кремния – менее прогрессивно, но надёжнее для серийного производства.
Сейчас на https://www.xinkexin.ru мы как раз выкладываем технические отчёты по этим испытаниям. Не как рекламу, а скорее как памятку для коллег – чтобы другие не повторяли наших ошибок с пресс-формами под высоким давлением.
Здесь многие ошибаются, думая, что дело только в цене. Немецкие инженеры берут нашу новую композитную керамику прежде всего из-за стабильности параметров. У них жёсткие допуски по теплопроводности – максимум ±3% от партии к партии. С китайскими аналогами бывают скачки до 7-8%, а у нас за последний год отклонение не превышало 2.1%.
Интересный момент: сначала они тестировали образцы шесть месяцев, проверяя износ в агрессивных средах. Особенно важным оказалось поведение в контакте с расплавленным алюминием – тут sialon выигрывает у оксидной керамики почти втрое по ресурсу.
Сейчас ведём переговоры о поставках для литейных комплексов в Штутгарте. Немцы просят доработать геометрию трубок для своих вакуумных затворов – это как раз тот случай, когда покупатель диктует не цену, а технические требования.
Самое неочевидное – влияние влажности на этапе грануляции. Даже 2% превышение по влажности порошка даёт потом микротрещины при спекании. Мы на своём опыте убедились, что стандартные сушилки не подходят – пришлось заказывать камеры с азотной средой.
Ещё проблема – скорость охлаждения. Если для обычной керамики это второстепенный параметр, то для sialon основной он критичен. Была партия, которую охлаждали по стандартному протоколу – получили расслоение по границам зёрен. Пришлось разрабатывать ступенчатую систему с продувкой аргоном.
Сейчас думаем над автоматизацией этого процесса, но оборудование стоит дорого. Возможно, в следующем году, когда запустим новую линию на площадке в Шаньдуне, решим этот вопрос.
Начинали с поставок в СНГ, но там объёмы небольшие. Переломный момент наступил, когда подключили аналитику по патентам – оказалось, наши разработки по композитной керамике закрывают три узких места в европейских технологических цепочках.
Помню, первый крупный заказ из Германии пришёл почти случайно – они нашли наш технический отчёт о испытаниях на абразивный износ. Для них ключевым оказалось не столько сопротивление износу, сколько стабильность коэффициента трения при высоких температурах.
Сейчас через сайт https://www.xinkexin.ru к нам часто обращаются за консультациями по применению – последний запрос был про использование в качестве подложек для полупроводниковых пластин. Это перспективно, но пока не наше основное направление.
Сейчас много шума вокруг нанокомпозитов на основе sialon. Мы пробовали – да, прочность вырастает на 15-20%, но стоимость производства увеличивается втрое. Для большинства применений это экономически нецелесообразно.
Более перспективным видится направление гибридных материалов – когда sialon основа комбинируется с металлической матрицей. Но тут есть технологические ограничения по температуре совместного спекания.
Из реально рабочих улучшений – оптимизация гранулометрического состава. Мелочь, а даёт прирост в стабильности механических свойств. Как раз этим сейчас занимается наша исследовательская группа в рамках деятельности по разработке новых материалов.
Когда ООО Шаньдун Синькэсинь Новые Материалы Технологии только начинала работу в мае 2024, мы сознательно не стали распыляться на все виды керамики. Сосредоточились на трёх направлениях: специальная керамика, огнеупоры и именно sialon-композиты.
Это позволило не только глубоко проработать технологию, но и понять логику покупателей. Например, немецкие клиенты готовы платить премию за детализированные отчёты по каждой партии – мы как раз даём полные данные по микроструктуре и остаточной пористости.
Сейчас вижу, что наш подход с акцентом на прозрачность технологии и стабильность свойств оправдывает себя. Да, мы не самые дешёвые на рынке, но для критичных применений важнее предсказуемость материала. И судя по повторным заказам из Германии, это ценят.
