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陶瓷轴承助力新研究

作者:瑞航精密轴承 日期:2023-11-15 点击:139
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2017 年至 2023 年间,全球陶瓷轴承市场将以约 <>% 的复合年增长率增长,实验室设备是这一增长的关键应用。陶瓷轴承专家SMB Bearings的董事总经理Chris Johnson研究了陶瓷轴承销售与成功科学研究成果之间的联系。


陶瓷轴承的需求量很大,SMB轴承的咨询量显著增加。科学和工程最终用户对将这些轴承用于实验室设备表现出更大的兴趣。但是,为什么是陶瓷?


实验室设备是实验控制的关键要素。在此类设备中使用错误的组件可能会污染研究条件或导致实验完全停止。许多科研项目在高腐蚀性或极端环境中运行,这些环境依赖于能够承受此类条件的设备。


全陶瓷轴承具有钢制轴承无法比拟的耐腐蚀性和耐高温性。但是,这种轴承类型不应与仍含有一定比例钢的混合陶瓷轴承混淆。全陶瓷轴承完全由氮化硅或氧化锆制成,有时还带有PEEK或PTFE固定器,可以在极端温度下承受高腐蚀性环境。


陶瓷轴承应用不需要承受“主力”钢轴承已经覆盖的高速和重冲击载荷。全陶瓷轴承更适合专业要求。有趣的是,陶瓷轴承的额定载荷是钢当量的 20% 到 35%,因为材料更脆。值得庆幸的是,对于许多实验室应用来说,这不是问题。


科学应用通常具有只有陶瓷轴承才能满足的定制需求。例如,研究人员可能将设备浸入强酸中,以测试长期暴露于酸对标本的影响。如果设备因轴承腐蚀而失效,数月的研究可能会失效。


以下是由于高质量陶瓷轴承的出现而不断改进的众多科学研究示例中的三个。


低温研究


除了耐腐蚀性外,陶瓷轴承还可以很好地应对非常高的温度和低温。推动陶瓷轴承需求的科学研究领域之一是低温学,即在极低温度下研究材料。


对于轴承来说,极端低温会对润滑剂的粘度产生不利影响,导致极端的刚度和高旋转扭矩。陶瓷轴承通常用于低温泵中,无需润滑,使研究人员能够避免粘度问题。此外,该材料产生的摩擦力非常小,将旋转扭矩保持在比较低限度。


磁共振成像


磁共振成像(MRI)是一种成像技术。该技术通常与医院 MRI 扫描仪相关联,也用于科学研究,通过使用强磁场生成任何活体的二维和三维图像。


这些扫描仪中使用的任何设备都必须是非磁性的,这会立即使钢制轴承变得不合适。幸运的是,陶瓷轴承是非磁性的,因此可以在 MRI 扫描仪内部以及任何支持设备(如照明、安装、相机和呼吸机)中使用。


洁净室研究


洁净室是一种完全无尘的实验室,它允许科学家在没有污染的房间内建造和测量非常小的设备。大学的洁净室正在以更小的尺度(包括纳米尺度)为材料带来新的发现。


虽然进入洁净室的每个人都必须穿防护服,但陶瓷轴承提供的保护水平与实验室设备相似。标准钢轴承含有润滑剂,可以分散到外部环境中,削弱了保持洁净室清洁的持续努力。这通常被称为除气。然而,全陶瓷轴承可以在没有润滑的情况下运行。


陶瓷是无孔的,因此几乎无摩擦。与不锈钢轴承不同,全陶瓷轴承不会在轴承内积聚热量,因此不需要润滑来帮助散热。轴承干运行完全消除了对除气的担忧。


全球陶瓷轴承市场规模比轴承销量的增加要大得多,而且能够支持新科学设备的输出,而不必担心轴承腐蚀或故障。

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