Hochtemperaturbeständiger Keramiktiegel aus Siliziumnitrid (Si₃N₄).
Produktübersicht: Entwickelt für extreme thermische Verarbeitung
Der Hochtemperatur-Siliziumnitrid-Keramiktiegel von Puwei wurde für die anspruchsvollsten thermischen Verarbeitungsanwendungen entwickelt, bei denen andere Materialien versagen. Es kombiniert außergewöhnliche Thermoschockbeständigkeit, außergewöhnliche mechanische Festigkeit bei hohen Temperaturen und hervorragende chemische Inertheit und bietet so eine zuverlässige, langlebige Einschlusslösung für geschmolzene Metalle, Hochleistungskeramik und Halbleitermaterialien.
Als führender Hersteller von fortschrittlichen Keramikkomponenten nutzt Puwei sein Fachwissen in der Materialwissenschaft, um Tiegel herzustellen, die in Hochtemperaturumgebungen von bis zu 1800 °C überragende Leistung und Kosteneffizienz bieten.
Produktvisualisierung
Premium-Siliziumnitrid-Tiegel (Si₃N₄), entwickelt für maximale Haltbarkeit und thermische Leistung.
Technische Spezifikationen
Material- und Kerneigenschaften
Material: Hochreines reaktionsgebundenes oder gesintertes Siliziumnitrid (Si₃N₄).
Maximale Dauerbetriebstemperatur: Bis zu 1800 °C in inerten oder reduzierenden Atmosphären; 1400°C in oxidierender Atmosphäre.
Wärmeleitfähigkeit: 20–30 W/(m·K) (Raumtemperatur), sorgt für eine effiziente und gleichmäßige Wärmeübertragung.
Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE): 3,2 × 10⁻⁶/°C (20–1000 °C), was zu einer außergewöhnlichen Temperaturwechselbeständigkeit beiträgt.
Mechanische und physikalische Eigenschaften
Dichte: 3,2 - 3,3 g/cm³.
Biegefestigkeit: 600–800 MPa bei Raumtemperatur, behält die Festigkeit auch bei erhöhten Temperaturen.
Härte: HRA 90-92 (ca. 1500 HV).
Bruchzähigkeit: 5,5–6,5 MPa·m¹/², bietet guten Widerstand gegen Rissausbreitung.
Standardgrößen: Erhältlich mit Kapazitäten von 10 ml bis 2000 ml. Sondermaße sind unsere Spezialität.
Hauptmerkmale und Materialvorteile
- Unübertroffene Temperaturwechselbeständigkeit: Widersteht schnellen Temperaturwechseln vom Ofen bis zur Abkühlung ohne Rissbildung, eine entscheidende Eigenschaft, die auf den niedrigen WAK und die hohe Festigkeit zurückzuführen ist und Aluminiumoxid und andere Oxidkeramiken deutlich übertrifft.
- Überlegene Hochtemperaturfestigkeit: Behält einen hohen Prozentsatz seiner Raumtemperaturfestigkeit auch über 1200 °C und verhindert so Verformungen oder Ausfälle unter Last während Metallguss- oder Sinterprozessen.
- Ausgezeichnete Beständigkeit gegen Chemikalien und geschmolzene Metalle: Äußerst inert gegenüber den meisten Säuren, Laugen und geschmolzenen Nichteisenmetallen (z. B. Aluminium, Kupferlegierungen). Es ist beständig gegen Benetzung und Korrosion und sorgt so für Probenreinheit und Langlebigkeit des Tiegels.
- Nicht kontaminierend und hochrein: Ideal für die Verarbeitung hochreiner Materialien bei der Halbleiterkristallzüchtung (wie Silizium) und Hochleistungskeramik, bei denen eine Kontamination durch die Tiegelwand vermieden werden muss.
- Lange Lebensdauer und Kosteneffizienz: Die Kombination aus Verschleißfestigkeit, Thermoschockfestigkeit und chemischer Stabilität führt zu einer viel längeren Lebensdauer als herkömmliche Tiegel, wodurch die Austauschhäufigkeit und die Gesamtbetriebskosten reduziert werden.
Richtlinien zur optimalen Nutzung
- Atmosphärenauswahl: Für den Langzeiteinsatz über 1400 °C in einer inerten (N₂, Ar) oder reduzierenden Atmosphäre betreiben, um Oberflächenoxidation zu verhindern.
- Kontrolliertes Heizen/Kühlen: Obwohl es sehr widerstandsfähig gegen Temperaturschocks ist, befolgen Sie stets die empfohlenen Heiz- und Kühlraten für eine maximale Lebensdauer, insbesondere bei sehr dickwandigen Konstruktionen.
- Kompatibilitätsprüfung: Überprüfen Sie die chemische Kompatibilität mit Ihrer spezifischen Schmelze (Metall, Salz, Schlacke). Unser technisches Team kann Sie hinsichtlich der Eignung beraten.
- Richtige Handhabung und Unterstützung: Verwenden Sie eine geeignete Zange und stellen Sie sicher, dass der Tiegel im Ofen ordnungsgemäß unterstützt wird, um mechanische Spannungskonzentrationen zu vermeiden.
- Reinigung: Nach dem Abkühlen mit geeigneten Methoden (z. B. Ultraschallreinigung mit geeigneten Lösungsmitteln) reinigen, um Rückstände zu entfernen, ohne die Keramikoberfläche zu beschädigen.
Primäre Industrieanwendungen
Fortgeschrittene Metallurgie und Metallverarbeitung
Ideal zum Schmelzen und Gießen von Nichteisenmetallen wie Aluminium, Kupfer, Zink und deren Legierungen sowie zur Verarbeitung von Edelmetallen und Seltenerdelementen, bei denen die Reinheit von größter Bedeutung ist.
Halbleiter- und Kristallwachstum
Wird in Prozessen zum Züchten von Silizium- und anderen Halbleiter-Einkristallen sowie für die Hochtemperaturverarbeitung von Halbleiterwafern verwendet. Diese Materialkompetenz ergänzt unsere Fähigkeiten bei der Herstellung hochpräziser Aluminiumoxid-Keramiksubstrate (Al2O3) für elektronische Verpackungen .
Technische Keramik und Pulververarbeitung
Dient als Sinterplatten oder Behälter zum Brennen von Hochleistungskeramik wie Siliziumnitrid selbst, Siliziumkarbid und Zirkonoxid, wo es Reaktionen verhindert und für ein konsistentes Wärmemanagement sorgt.
Forschungs- und Entwicklungslabore
Aufgrund seiner Stabilität und Inertheit ein entscheidendes Werkzeug für die materialwissenschaftliche Forschung, Hochtemperaturchemie und thermogravimetrische Analyse (TGA).
Feinguss
Wird als Kern und Form beim Präzisionsguss von Hochtemperaturlegierungskomponenten für die Luft- und Raumfahrt- und Turbinenindustrie verwendet.
Direkter Mehrwert für Industriekäufer
- Reduzieren Sie die Betriebskosten: Die deutlich längere Lebensdauer reduziert die Kosten für Verbrauchsmaterialien und die Ausfallzeiten des Ofens für den Tiegelwechsel.
- Verbessern Sie die Produktausbeute und -reinheit: Minimieren Sie Kontaminationen und Ausschusschargen, die durch Tiegelversagen oder Materialinteraktionen verursacht werden.
- Ermöglichen Sie Prozesse bei höheren Temperaturen: Arbeiten Sie sicher bei Temperaturen, bei denen Quarz- oder Aluminiumoxidtiegel versagen würden, und eröffnen Sie so neue Möglichkeiten für Forschung und Entwicklung oder Produktion.
- Verbessern Sie die Prozesszuverlässigkeit: Vorhersehbare Leistung und hohe Haltbarkeit führen zu konsistenteren und wiederholbaren Produktionsergebnissen.
Anpassungs- und OEM-Services
Wir sind ein Hersteller, der sich auf maßgeschneiderte Keramiklösungen spezialisiert hat. Unsere Tiegel können genau auf Ihre Prozessanforderungen zugeschnitten werden.
Verfügbare Anpassungsoptionen:
- Abmessungen und Geometrie: Beliebige Kapazität, Durchmesser, Höhe, Wandstärke und Sonderformen (Schiffchen, Tabletts, kundenspezifische Profile).
- Oberflächenbeschaffenheit: Gebrannte, geschliffene oder polierte Innen-/Außenflächen, um spezifische Anforderungen zu erfüllen.
- Materialmodifikationen: Anpassungen der Porosität, Dichte oder Additivzusammensetzung zur Optimierung spezifischer thermischer oder mechanischer Eigenschaften.
- Integriertes Design: Design und Herstellung komplexer Tiegelbaugruppen mit Deckeln, Ausgießern oder spezifischen Handhabungsfunktionen.
Diesen flexiblen Fertigungsansatz wenden wir auch bei der Herstellung von Spezialkomponenten wie Aluminiumnitridkeramik für die Elektronikindustrie an.
Herstellungsprozess und Qualitätskontrolle
Produktionsworkflow
- Pulvervorbereitung: Hochreines Si₃N₄-Pulver wird gemahlen und mit präzisen Sinterhilfsmitteln vermischt.
- Formen: Die Mischung wird durch isostatisches Pressen, Schlickergießen oder Spritzgießen geformt, um einen „grünen“ Tiegel zu bilden.
- Sintern: Das Bauteil wird in einem Hochtemperaturofen unter kontrollierter Stickstoffatmosphäre gebrannt, um eine nahezu theoretische Dichte und Festigkeit zu erreichen.
- Präzisionsbearbeitung: Diamantschleifen und -bearbeitung werden eingesetzt, um Endabmessungen, glatte Oberflächen und enge Toleranzen zu erreichen.
- Umfassende Inspektion: Jeder Tiegel wird einer Maßkontrolle, einer Sichtprüfung und oft auch einer zerstörungsfreien Prüfung unterzogen, um die Integrität sicherzustellen.
Qualitätssicherung und Zertifizierungen
Unsere Fertigung wird durch ein robustes, nach ISO 9001:2015 zertifiziertes Qualitätsmanagementsystem unterstützt. Wir implementieren strenge Prozesskontrollen von der Rohstoffinspektion bis zur endgültigen Produktfreigabe und stellen so die Konsistenz und Zuverlässigkeit von Charge zu Charge für unsere globalen Industriekunden sicher.
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