40%
Si₃N₄ 무게 (강 대비)
3종
취급 세라믹 볼 소재
MOQ 1개
최소 발주 수량
3종 비교표 — 숫자로 보는 차이
| 항목 | Si₃N₄ (질화규소·흑색) | ZrO₂ (지르코니아·백색) | Al₂O₃ (알루미나·백색) |
|---|---|---|---|
| 밀도 | 약 3.2 g/cm³ — 강의 40% | 약 6.0 g/cm³ — 강의 78% | 약 3.9 g/cm³ |
| 경도 | 매우 높음 — 압흔에 강함 | 높음 | 높음 |
| 인성 (충격 저항) | 보통 | 세라믹 중 최고 | 낮음 — 충격 부적합 |
| 열팽창 | 강의 약 1/3 — 고온 치수 안정 | 강과 유사 — 금속 조합 용이 | 중간 |
| 내약품·절연 | 우수 | 우수 | 우수 — 절연 특히 강점 |
| 상대 가격 | 높음 | 중간 | 가장 저렴 |
| 대표 용도 | 고속 베어링 볼, 스핀들 | 체크밸브 볼, 내충격, 풀세라믹 링 | 저속 이송·계량, 절연, 저가 밸브 |
용도로 고르는 법 — 3가지 질문
Q1
고속으로 회전하는가 → Si₃N₄
볼이 가벼울수록 고속에서 원심력·발열이 줄어듭니다. Si₃N₄는 강의 40% 무게에 경도까지 높아 하이브리드 베어링 볼의 표준입니다. 인버터 모터의 축전류 전식 차단 목적으로도 Si₃N₄ 볼을 씁니다.
Q2
부딪히고 튕기는 자리인가 → ZrO₂
체크밸브처럼 볼이 시트에 반복 충돌하는 자리는 인성이 최우선입니다. ZrO₂는 세라믹 중 깨짐에 가장 강하고, 무게가 있어 자중 복귀 응답도 좋습니다. 약액 라인 체크밸브 볼의 정석입니다.
Q3
충격 없고 예산이 중요한가 → Al₂O₃
저속 이송·계량, 절연 스페이서, 저압 밸브처럼 충격이 없는 자리는 알루미나로 충분합니다. 셋 중 가장 저렴합니다. 단, 충격·고하중이 있으면 ZrO₂·Si₃N₄로 올려야 합니다 — 여기서 아끼면 파손으로 되갚습니다.
색으로 기억하면 쉽습니다. 검은 볼(Si₃N₄)은 빠른 자리, 흰 볼(ZrO₂)은 부딪히는 자리. 견적서에 소재가 "세라믹"으로만 적혀 있으면 반드시 어느 쪽인지 확인하십시오 — 가격도 성능도 다른 물건입니다.
강구(스틸 볼)와 비교하면
참고로 기존 강구(SUJ2·STS304) 대비 세라믹 볼의 공통 장점은 4가지입니다 — ① 녹슬지 않음 ② 전기가 통하지 않음(전식 차단) ③ 비자성 ④ 무급유 환경에서 응착 없음. 반대로 충격 하중에는 강구가 유리합니다. 강구를 세라믹으로 바꾸는 개조는 조건이 따로 있으니 하이브리드 개조 조건 글을 참고하십시오.
꼭 KTN이 아니어도 됩니다. 다만 ZrO₂와 Si₃N₄의 용도 차이를 설명하지 못하는 공급처는 피하십시오. "세라믹은 다 비슷합니다"라는 답이 돌아오면, 그 볼이 어떤 소재인지 성적서로 증빙되는지부터 확인하셔야 합니다.
자주 묻는 질문
세라믹 볼 소재 ZrO₂, Si₃N₄, Al₂O₃는 어떻게 다른가요?
Si₃N₄는 밀도 약 3.2g/cm³로 가볍고 경도가 높아 고속 베어링 볼의 표준입니다. ZrO₂는 약 6.0g/cm³로 무겁지만 인성이 세라믹 중 최고라 충격에 강하고 열팽창이 강과 비슷합니다. Al₂O₃는 가장 저렴하고 내약품·절연성이 좋지만 인성이 낮아 충격 하중에는 부적합합니다.
고속 회전 베어링에는 어떤 세라믹 볼을 써야 하나요?
Si₃N₄가 표준입니다. 무게가 강의 40%라 원심력·발열이 적고, 경도가 높아 압흔에 강하며, 열팽창이 강의 1/3이라 온도 변화에 치수가 안정적입니다. 스핀들·고속 모터·인버터 모터의 하이브리드 베어링 볼은 대부분 Si₃N₄입니다.
체크밸브 볼에는 왜 ZrO₂를 많이 쓰나요?
인성이 세라믹 중 가장 높아 시트와의 반복 충돌에 강하고, 밀도가 높아 자중으로 시트에 복귀하는 응답성이 좋기 때문입니다. 내식성도 금속 볼보다 우수해 약액 라인 체크밸브의 정석 소재입니다.
Al₂O₃(알루미나) 볼은 언제 선택하나요?
충격 하중이 없고 비용이 중요한 자리 — 저속 이송·계량, 절연 용도, 저압 밸브에 적합합니다. 셋 중 가장 저렴하지만 인성이 낮아 충격·고하중 환경에서는 ZrO₂나 Si₃N₄를 써야 합니다.
세라믹 볼도 비표준 지름으로 소량 구매가 가능한가요?
가능합니다. KTN은 ZrO₂·Si₃N₄ 세라믹 볼을 MOQ 1개부터 공급하며, 현물만 있어도 실측으로 지름·등급을 확인해 동일 사양으로 조달합니다. 표준 규격 3~5일, 비표준 7일 이내 납기 기준입니다.
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