3M Technical Ceramics
Zweigniederlassung der 3M Deutschland GmbH

Chemische Eigenschaften

Formel Si₃N₄
Molekulargewicht 140,28 g/mol
Kristallstruktur hexagonale und selten trigonale Kristalle
  • Der gesinterte Werkstoff enthält eine Korngrenzenphase aus Oxiden, die häufig amorph und teilweise kristallin ist.
  • Hohe chemische Beständigkeit, wird von Nichteisen-Metallschmelzen nur wenig benetzt.

Physikalische Eigenschaften

Spez. Gewicht 3,26 g/cm³
Sehr hohe Bruchzähigkeit (dadurch höchste Festigkeit unter den ingenieurkeramischen Werkstoffen) ZrO₂ bis 1.300 MPa
Sehr hohe Biegefestigkeit 800 MPa
Hoher E-Modul 300 GPa

Thermische Eigenschaften

  • Geringe Wärmeausdehnung
  • Sehr gute Thermowechselbeständigkeit
  • Maximale Einsatztemperatur 1.200 °C
  • Moderate thermische Leitfähigkeit

Herstellung und Form

Bauteile aus Si₃N₄ werden über Flüssigphasensintern aus gemahlenem sub-µ-Si₃N₄-Feinstpulver hergestellt, das mit oxidischen Sinteradditiven versetzt, mit keramiküblichen Formgebungsverfahren verarbeitet und bei 1.800 bis 1.900 °C in Stickstoffatmosphäre bei Drücken bis 100 bar gesintert wird. Durch die Nutzung der keramiküblichen Formgebungsverfahren sind vielfältige Formen der Bauteile möglich.

Eine Bearbeitung gesinterter Bauteile ist aufgrund der Härte und Zähigkeit mit Diamantwerkzeugen möglich, insbesondere zur Erzielung geringer geometrischer Toleranzen.

Aufgrund seiner außergewöhnlichen Eigenschaftskombinationen findet Siliziumnitrid dort Anwendung, wo höchste mechanische Belastung und/oder extreme Temperaturwechselbeanspruchung auftreten. Weiterhin vereint Siliziumnitrid hohen Verschleißwiderstand mit hoher Korrosions- und Temperaturbeständigkeit bei geringem spezifischem Gewicht. Dadurch eignet sich Siliziumnitrid besonders für Hochtemperaturanwendungen im Maschinenbau.

  • Rollenelemente für hoch belastete Lager
  • Gleitlager für thermisch und korrosiv beanspruchte Anwendungen im Abgasstrang von Verbrennungsmotoren
  • Kugellager für hohe Belastungen bei geringer Reibung
  • Verschleißteile (z.B. in Papiermaschinen)

Kostenlose Beratung für die gewerbliche und industrielle Anwendung

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