Materialen

EIGENSCHAPPEN EN MOGELIJKHEDEN

Niet-oxidische keramiek

De materialen in de groep niet-oxidische keramiek zijn op basis van verbindingen met Borium (B), koolstof (C), stikstof (N) of Silicium (Si). Door de aanwezigheid van covalente bindingen heeft het materiaal een hoge toepassingstemperatuur. Stijfheid, sterkte en hardheid zijn eveneens hoog. De dichtheid is daarentegen weer laag.

Diverse kwaliteiten hebben goede niet-bevochtigings eigenschappen bij gebruik met vloeibare metalen als zink en aluminium.

 

Bekende kwaliteiten niet-oxidische keramiek zijn:

  • Aluminiumnitride AlN
  • Boriumcarbide B4C
  • Boriumnitride BN
  • Siliciumcarbide SiC
  • Siliciumnitride Si3N4
  • Overige niet-oxidische keramiek

Onder het kopje overige niet-oxidische keramiek vindt u onder meer sialon. Sialon is een Siliciumaluminiumoxinitride, dat met Siliciumnitride vergelijkbare eigenschappen heeft.

Eigenschappen van de materialen:

Aluminiumnitride (AlN) heeft een zeer hoge warmtegeleidbaarheid (180 W/mK) en wordt vaak gebruikt als ‘heatsink’ materiaal in de elektronische industrie.

AlN substraten worden voor zowel dunne en dikke filmtechniek toegepast. Daarbij worden ze voorzien van een patroon van lagen goud of zilver.

Hardheid HVE-modulus 
GPaBuigsterkte
 MPaDichtheid 
g/cm3Uitzetting
 10-6K-1Therm.geleiding W/(mK)T max
 = K
AlN
18012003103903.304.61801000

Boriumcarbide (B4C) is bijna net zo hard als diamant. De eigenschappen van boriumcarbide zijn vergelijkbaar met die van Siliciumcarbide. Echter is de slijtvastheid ervan hoger. Boriumcarbide wordt onder meer toegepast bij straalnozzles voor gritstralen. Vanwege de lage dichtheid in combinatie met een hoge stijfheid (hoge E-modulus) en goede mechanische eigenschappen wordt het materiaal veel in ballistische toepassingen gebruikt. Denk hierbij zowel aan persoonlijke bescherming als aan bescherming in bijvoorbeeld tanks en helikopters.

Hardheid HVE-Modulus GPaBuigsterkte MPaDichtheid g/cm3Uitzetting 10-6K-1Therm.geleiding W/(mK)T max = K
B4C30004504002.505.045500

Boriumnitride (BN) is een zacht materiaal en kan worden bewerkt (boren, draaien etc.) met standaard gereedschappen (geen diamantgereedschappen). Boriumnitride is in verschillende varianten leverbaar BN en BN HPBN.

Een belangrijke eigenschap van boriumnitride is dat het niet bevochtigd wordt door vloeibare materialen als aluminium, magnesium en zink.

Gimex levert boriumnitride ook als coating-materiaal. Dergelijke coatings, die met een kwast of roller worden aangebracht, vinden veelvuldig toepassing in de gieterij-wereld.

Hardheid HVE-modulus GPaBuigsterkte MPaDichtheid g/cm3Uitzetting 10-6K-1Therm.geleiding W/(mK)T max = K
BN18020702.102.525800
BN HPBN20030701.802.5401000

Siliciumcarbide (SiC) wordt vanwege haar uitstekende slijtage en corrosie weerstand veelvuldig toegepast in ondermeer pompen (mechanische afdichtingen, bussen, assen etc.) maar ook als beschermbuis en als ovenmeubilair.

Rekening houdend met de procesomstandigheden kunnen de medewerkers van Gimex u adviseren in het gebruik van SiSiC, SSiC, HP SiC of RSiC.

SiC heeft een zeer goede temperatuurwisselbestendigheid, toepasbaar tot 1600°C in oxiderend milieu. Siliciumcarbide is zeer sterk en kan met een zeer grote maatnauwkeurigheid geleverd worden.

Hardheid HVE-modulus GPaBuigsterkte MPaDichtheid g/cm3Uitzetting 10-6K-1Therm.geleiding W/(mk)T max = K
SiC SiSiC22004103203.104.01101400
SiC SSiC25004304203.104.11101600
SiC HPSiC25004505903.204.11801600
SiC RSiC-280-2,74,7351600 (in lucht)

Er zijn verschillende soorten Siliciumnitride, reactie gebonden Si3N4, gesinterde Si3N4 en heetgeperste Si3N4. Nitriden staan bekend om hun uitstekende thermische eigenschappen. Ook heeft het materiaal een hoge stijfheid.

De E-modulus van heetgeperste Si3N4, is zelfs meer dan 50% groter dan staal.

Siliciumnitride is ook zeer goed bestand tegen temperatuurwisselingen. Ook wordt Siliciumnitride absoluut niet aangetast door bijvoorbeeld vloeibaar aluminium of zink.

Een andere opmerkelijke eigenschap van Siliciumnitride is het lage wrijvingscoëfficiënt. Vandaar dat Si3N4, precisiekogels steeds vaker in kogellagers worden toegepast. Gimex heeft afnemers die Si3N4, kogellagers toepassen bij 20.000 toeren per minuut! Bij een gering toerental is het zelfs niet nodig een smeermiddel te gebruiken.

Hardheid HVE-modulus GPaBuigsterkte MPaDichtheid g/cm3Uitzetting 10-6K-1Therm.geleiding W/(mK)T max = K
Si3N4 RBSN3001202502.503.0101400
Si3N4 SSN15502757503.303.2351100
Si3N4 HPSN16003208503.203.235100

In de groep overige niet-oxides onderscheidt Gimex een drietal materialen:

  • Titaniumdiboride TiB2
  • Zirconiumdiboride ZrB2
  • Sialon

Titaniumdiboride TiB2 en Zirconiumdiboride ZrB2 zijn een tweetal kwaliteiten uit de groep Boriden. Ook al worden beide materialen relatief weinig toegepast, het zijn wel interessante materialen omdat de elektrische geleiding zeer goed is. Hierdoor wordt het materiaal gebruikt om elektrische contacten te maken voor onderdelen waarvoor ook een hoge slijtvastheid wordt gevraagd.

Omdat Titaniumdiboride niet wordt bevochtigd door vloeibare metalen, wordt het ook toegepast in de vorm van kroezen. Titaniumdiboride wordt daarnaast ook gebruikt bij de productie van keramische opdampschuitjes. Deze opdampschuitjes die worden gebruikt bij het opdampen van metalen, bestaan uit 2 of 3 componenten. Naast Titaniumdiboride voor de elektrische geleiding zijn dit AlN (warmtegeleiding) en BN (niet-bevochtiging).

Sialon is een siliciumaluminiumoxinitride. De combinatie van Si3N4 verrijkt met Al2O3 resulteert in een materiaal met hoge taaiheid. Sialon heeft een zeer goede thermoshockbestendigheid en heeft, evenals Si3N4 goede niet-bevochtigingseigenschappen bij gebruik met vloeibare non-ferro metalen als aluminium.

Indien u meer informatie wilt ontvangen over de toepassingsmogelijkheden van deze materialen, kunt u contact opnemen met de medewerkers van Gimex.

Voorbeelden per industrie Bekijk onze producten

Wij denken graag mee

U kunt bij Gimex terecht voor zowel prototypes als kleine bestelseries die wij kunnen laten produceren volgens uw tekening.
Over het algemeen kunnen wij dan binnen 3 weken leveren.
Standaard producten hebben we veelal op voorraad.

  • voorraadbeheer
  • projectbegeleiding

  • prototype ontwikkeling

  • breed leveranciersnetwerk
  • uitgebreide materiaalkeuze
Leg ons uw project voor

Wilt u weten wat we voor u kunnen betekenen, leg ons uw project voor.

Nieuwsberichten

Gimex aanwezig op de Precisiebeurs

Op 15 en 16 november 2017 vindt de 17e editie

Lees verder

Gimex focust zich op de toekomst

In de afgelopen jaren heeft Gimex zich ontwikkeld tot een

Lees verder

Blijf op de hoogte

Schrijf u in voor onze 
nieuwsbrief

Contact
  • Gimex technische keramiek b.v.
  • Achterdijk 15
  • NL - 5705 CB Helmond
  • +31 (0)345 574 255
  • info@gimex.nl
Bekijk alle berichten