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Sialon-Keramik

Überlegene Klasse von Siliziumnitrid-Keramiken

Sialon ULTRA™ ist jetzt mit einer um 30 % verbesserten Schlagbruchzähigkeit erhältlich.

Sialon Ceramics Ltd. hat einen bemerkenswerten Durchbruch erzielt und eine brandneue Generation von SiAlON-Keramiken eingeführt, die bessere Eigenschaften als herkömmliche Sialons aufweisen. Das Team hat herausgefunden, dass diese Keramiken eine unglaubliche 30 %ige Verbesserung der Schlagbruchzähigkeit aufweisen und damit robuster und langlebiger sind als je zuvor. Darüber hinaus wurde die keramische Oberfläche dieser neuen Materialien poliert, so dass sie in geschmolzenem Aluminium nicht mehr benetzt werden können. Diese Eigenschaft ist ein bedeutender Vorteil für industrielle Zwecke, insbesondere bei der Verwendung in Metallschmelzen.

Experten haben herausgefunden, dass das mikrostrukturelle Merkmal, das die Festigkeit und Zähigkeit von Sialon-Keramiken bestimmt, die α→β-Phasenumwandlung ist, die während der Verdichtung bei hohen Temperaturen stattfindet. Die neue SiAlON-Keramik hat sich als vielversprechender industrieller Werkstoff erwiesen, der sich hervorragend für die Herstellung wichtiger Elemente wie Tiegel, Rohre und Vorrichtungen in der Metallschmelze eignet.

Die herausragenden Fortschritte bei der Schlagbruchzähigkeit und den nicht benetzenden Eigenschaften der SiAlON-Keramik werden voraussichtlich neue Maßstäbe in der Materialwissenschaft und -technologie setzen.

Siliziumnitrid und SiAlON sind bemerkenswerte Werkstoffe, die außergewöhnliche mechanische Eigenschaften aufweisen, wie z. B. hohe Bruchzähigkeit, Härte und Festigkeit, die sie für den Einsatz in zahlreichen Industriezweigen sehr geeignet machen. Um die Zuverlässigkeit und Robustheit dieser Keramiken zu verbessern, wurden verschiedene Sinterhilfsmittel und Verdichtungstechniken entwickelt, darunter Drucksintern und druckloses Sintern. Die größte Herausforderung bei der Herstellung dieser Keramiken besteht in der Entwicklung von Methoden zur Erzielung einer maximalen Bruchzähigkeit bei gleichzeitiger Beibehaltung einer hohen Härte und Festigkeit, was erhebliche Hürden mit sich bringt, die durch weitere wissenschaftliche Untersuchungen beseitigt werden müssen.

Es wurden verschiedene Tests durchgeführt, um die Leistung eines keramischen Materials beim Schneiden von Gusseisen und Stahl zu bestimmen, wobei es eine ausgezeichnete Wirksamkeit gezeigt hat. Dieser keramische Werkstoff hat den zusätzlichen Vorteil, dass er beim Hochgeschwindigkeitsschneiden in Kontakt mit Eisen vergleichsweise träge ist, was ihn zu einem brauchbaren Ersatz für Aluminiumoxid-Whisker-Schneidwerkzeuge macht. Herkömmliche Siliciumnitridkeramiken weisen eine unzureichende Bruchzähigkeit und Härte auf, was sie für Schneidvorgänge weniger geeignet macht. Darüber hinaus stellt die hohe Reaktivität von keramischen Werkstoffen auf Siliziumnitridbasis eine weitere Herausforderung bei Schneidvorgängen dar. Der reaktionsbedingte Verschleiß des Werkzeugs bei der Bearbeitung von Stahl wurde als größtes Hindernis bei der Verwendung von Siliziumnitrid als Werkzeugmaterial für die Zerspanung von Stahl und Nichteisenlegierungen identifiziert.

In dem oben erwähnten Text wird die Mikrostruktur eines keramischen Werkstoffs umfassend erörtert, der sich durch eine unglaublich einzigartige Reihe von Eigenschaften auszeichnet. Er verbindet eine außergewöhnliche Bruchzähigkeit mit einer bemerkenswerten Härte - eine Kombination, die bei handelsüblichen Werkstoffen nur selten zu finden ist. Das bedeutet, dass sich dieses keramische Material besonders für eine Reihe spezifischer Anwendungen eignet, bei denen traditionell andere Materialien wie Metalle und Verbundwerkstoffe verwendet werden. So würden beispielsweise Schneidwerkzeuge, die sowohl Stahl als auch Nichteisenlegierungen bearbeiten, von der Verwendung dieses keramischen Werkstoffs profitieren, ebenso wie Motorkomponenten und Teile, die in Industrien verwendet werden, in denen Metalle geschmolzen werden. Dieses keramische Material hat so hervorragende mechanische Eigenschaften, dass es das Potenzial hat, herkömmliche Materialien zu übertreffen, die bisher als die am besten geeigneten Werkstoffe für diese Anwendungen galten.