Pernos cerámicos: una solución de fijación de alto rendimiento que supera las limitaciones del metal.
El surgimiento dePerno de cerámicaProductos: Un resultado de la innovación de materiales impulsada por las demandas especiales de las condiciones de trabajo en el mercado actual
La llegada de los pernos cerámicos es consecuencia de la innovación en materiales impulsada por las exigencias de las numerosas condiciones de trabajo especiales del mercado actual. En concreto, en el 99 % de los entornos de trabajo habituales (como los de automóviles, construcción y mobiliario), los sujetadores metálicos siguen siendo la primera opción indiscutible gracias a sus ventajas en rendimiento integral, fiabilidad y rentabilidad. Sin embargo, en el 1 % restante de condiciones de trabajo extremas o especiales (incluidos equipos semiconductores, hornos de alta temperatura, bombas químicas, vehículos aeroespaciales y dispositivos médicos), los materiales metálicos ya no son adecuados. Es en este punto donde el valor de los pernos cerámicos cobra relevancia, sirviendo como una solución clave para desafíos técnicos específicos.
Materiales comunes para pernos de cerámica
Pernos de alúmina: la solución de fijación cerámica más económica
Pernos de alúminaRepresentan la solución de fijación cerámica más económica. Cuando una aplicación requiere principalmente aislamiento eléctrico, resistencia a la corrosión o ausencia de magnetismo, pero no presenta requisitos extremos de resistencia mecánica y resistencia al choque térmico, la alúmina es una opción totalmente adecuada y con la mayor rentabilidad. Los pernos cerámicos de este material son los más comunes; al ser el tipo más básico y maduro de cerámica de ingeniería, se utilizan como pernos cerámicos industriales de nivel básico en el mercado y tienen una demanda relativamente alta.
Pernos de zirconia
La principal ventaja de los pernos de zirconio reside en su excelente tenacidad y resistencia al agrietamiento. En comparación con otros materiales cerámicos, son mucho menos propensos a la fractura por fragilidad. Además, ofrecen una excelente resistencia al desgaste y un acabado superficial excepcional, lo que les permite mantener dimensiones estables y una apariencia estética en entornos con estrés o fricción a largo plazo. En entornos que requieren soportar cierto grado de impacto o estrés, junto con altas exigencias de precisión dimensional y estética (como aplicaciones en las industrias de dispositivos médicos y semiconductores), su rendimiento integral los convierte en un material de fijación crucial para estas aplicaciones de alta gama.
Pernos de nitruro de silicio
El nitruro de silicio es el material cerámico para pernos con las mejores propiedades mecánicas y resistencia al choque térmico. En entornos que requieren alta resistencia, tenacidad y resistencia al choque térmico, es prácticamente la única opción. El umbral técnico para la preparación y sinterización de polvo de nitruro de silicio es relativamente alto; el número de empresas capaces de producir de forma estable componentes estructurales de nitruro de silicio de alta calidad es mucho menor que el de las que producen componentes de alúmina y zirconio, y dicha producción suele ser especializada. Este tipo de productos suele requerir personalización previa, con pocas opciones disponibles en el mercado, y son costosos. Sin embargo, los pernos de nitruro de silicio son productos estrella para condiciones de trabajo de alta temperatura y alta resistencia.
El carburo de silicio presenta una alta dificultad de sinterización (a menudo se requiere sinterización por reacción o prensado en caliente) y baja maquinabilidad (el rectificado con diamante es prácticamente el único método aplicable). Estos factores, en conjunto, hacen que su coste de producción sea superior al de otros materiales cerámicos. Generalmente se fabrica bajo pedido para condiciones de trabajo específicas y extremas, y es adecuado para entornos extremos donde otros materiales (incluidas las cerámicas) son ineficaces.
En la actualidad, los pernos cerámicos se distribuyen principalmente en los campos de equipos de investigación y fabricación de alta gama, con aplicaciones comunes que incluyen:
(1) Equipos semiconductores
(2) Horno de alta temperatura y equipo de tratamiento térmico
(3) Industria química y ambiente corrosivo
(4) Sistemas electrónicos y magnetrón
(5) Aeroespacial y Nuevas Energías
(6) Dispositivos médicos y equipos de investigación