Technische Sinterkeramiken

Sinterkeramikstück

Unsere große Produktpalette von Sinterkeramiken ermöglicht Ihnen die Auswahl des für Ihren Verwendungszweck am besten geeigneten Materials :

Final Advanced Materials fertigt Werkstücke aus Keramik mit größter Genauigkeit. Ausgehend von Vorlagen auf der Basis von Formguss oder Strangpressen stellen wir diese Formstücke für dichte Keramikmaterialien durch Bearbeitung mit Diamant-Werkzeug her.

Wir sorgen für die Definition und die maschinelle Fertigung von Prototypen sowie für die Einzelproduktion in kleineren und größeren Mengen. Wir entwerfen und fertigen keramische Bestandteile, die den spezifischen Verwendungsarten des Kunden angepasst sind: Sensoren, Medizintechnik, mechanische Geräte und Konstruktion, Mikrosystemtechnologie, Chemieingenieur- und Verfahrenstechnik.

Wir bearbeiten ausschließlich passgenaue und sachgerechte Keramiken mit hoher Reinheit. Die von uns weiterverarbeiteten Werkstücke entsprechen den physischen Merkmalen der Vorlagen vor der maschinellen Bearbeitung ohne jede mechanische Veränderung und Minderung. Die materialbedingten Eigenschaften der Keramiken wie Härte, Abriebfestigkeit wie Beständigkeit gegen Temperaturschocks, erhöhte dielektrische Starrheit – all diese Eigenschaften bleiben in den fertigen Werkstücken erhalten und werden reproduziert.

Die zusammenfassenden Tabellen am Ende dieses Katalogs werden es Ihnen ermöglichen, Ihre Bedürfnisse genau zu definieren und die bestmögliche Auswahl zu treffen.

Trotzdem zögern Sie bitte nicht, mit uns hinsichtlich weiterer Informationen oder zum Entwurf und zur Bearbeitung Ihrer Werkstücke Kontakt aufzunehmen.

Klassification

Sinterkeramiken werden abhängig von ihrer mineralischen oder chemischen Zusammensetzung in verschiedene Gruppen unterteilt. Wir können 3 Hauptgruppen nachweisen :

  • Silikate
  • Oxide
  • Nicht-Oxide

Silikate

Sie stellen den größten Anteil der technischen Keramiken dar. Die Hauptbestandteile dieser Keramiken sind Kaolin, Ton und Feldspat, deren Eigenschaften durch Hinzufügung von Aluminium oder Zirkon verbessert werden können. Während der Sinterung entsteht über die kristalline Phase hinaus ein großer Anteil (> 20%) an Material aus Glasphase. Durch die verhältnismäßig niedrige Sintertemperatur und den Überfluss an Basisbestandteilen ist die Gruppe der Sinterkeramiken wirtschaftlich äußerst günstig.

Beißpiele

  • Porzelan
  • Steatit
  • Cordierit
  • Mullit

Oxyde und Nicht-Oxyde

Diese Gruppen versammeln Keramiken auf der Basis von Bor, Kohlenstoff, Kieselsäure,... Produkte auf Basis amorphen Graphits sind nicht Bestandteil dieser Gruppe. Diese Materialien enthalten einen großen Anteil Atomverbindungen. Daraus folgen eine sehr hohe Temperaturbeständigkeit und ein hohes Elastizitätsmodul.

Beißpiele

  • Siliziumcarbid
  • Siliziumnitrid
  • Bornitrid
  • Aluminiumnitrid

Veratbeitung

Die perfekte Beherrschung des gesamten Verarbeitungsprozesses ermöglicht die Gewährleistung der Mikrostruktur des Materials. 3 Elemente sind von größter Bedeutung, um ein Sinterkeramik-Werkstück mit optimalen Merkmalen zu erhalten :

  • Pulver
  • Pressen
  • Sintern

Abhängig von den Kriterien Ihrer Bestellung passen wir die verschiedenen Verarbeitungsschritte genau an :

  • Für die Prototypen pressen wir mit unseren Standardwerkzeugen 1 Block. Es entstehen keine Kosten für die Benutzung des Werkzeugs; im Gegenteil, vor dem Sintern findet eine verhältnismäßig lange, aber kostengünstige Verarbeitungsphase (abhängig von der Geometrie Ihres Werkstücks) statt. Wiederaufnahme der Bearbeitung mit einem Diamant-Werkzeug abhängig von der geforderten Toleranzstrenge.

  • Für die Serien stellen wir Werkzeug her, das es uns ermöglicht, ein der endgültigen Geometrie so ähnlich wie mögliches Werkstück herzustellen, um die Material- und Bearbeitungskosten so weit wie möglich zu senken. Bei zu eng begrenzten Dimensionstoleranzen muss das Werkstück in jedem Fall mit einem Diamant-Werkzeug weiterbearbeitet werden.

Für die Prüfung einer Materie (chemische Verbindung, Korngrößenbestimmung, thermische und mechanische Kennzeichnung, …) können wir Ihnen die Fertigung eines gepressten Prüfstücks anbieten.

Wir haben außerdem die Möglichkeit, Werkstücke aus farbiger Sinterkeramik herzustellen. Beim Pressen vermischt man das Keramikpulver mit Farboxiden. Kontaktieren sie uns.

Beißpiele

  • Schwarzes Zirkoniumoxid ZrO2 für die Uhrmacherei,

  • Aluminiumoxid Al2O3 grau, rot oder blau für Schmuck.

Montage

Hartlötung

Die keramischen Werkstücke sind metallisiert; diese Metallisierung ermöglicht Hartlötungen bis zu Temperaturen von 1200°C in der Luft oder im Vakuum. Lötlegierungen, die für die zu montierenden Materialien geeignet sind, gewährleisten einen für Keramik-Metall-Montagen ausreichenden mechanischen Widerstand. Die Hauptschwierigkeit dieser Montageart, die ein wichtiges Dehnungsdifferential zwischen den verschiedenen Halterungen ist, wird teilweise von den Konstruktionsprinzipien kontrolliert, die ihre Berücksichtigung zulassen oder die Verringerung ihrer Wirkung ermöglichen. Jede Anwendung ist einzigartig und spezifisch, und wir untersuchen mit Ihnen die passende Montage.

Verklebung

Die Verklebung von Metall auf Keramikwerkstücke setzt die genaue Kenntnis der auszuhaltenden Maximaltemperatur, die Bewertung der chemischen Bedingungen der Umgebung, der mechanischen Kräfte und der elektrischen Kapazitäten voraus, die von dieser Montage erwartet werden. Einer der wichtigsten Faktoren ist der Wärmedehnungskoeffizient der in Kontakt befindlichen Elemente. Sollte der Fall eintreten, dass eine Verklebung zweier Halterungen unterschiedlicher Art (also auch deutlich verschiedene Dehnungen) durchgeführt werden muss, muss unbedingt versucht werden, diese Parameter mit dem verwendeten Klebstoff anzunähern, um den durch Kontraktion oder Zerrung hervorgerufenen Kräften besser widerstehen zu können. Welches Problem auch immer Sie mit Keramikverklebung haben sollten, zögern Sie nicht, uns um Rat zu fragen.

Mechanische Montage

Wir verfügen über jahrelange Erfahrung mit dieser Art von Montage und können Ihnen sogar verschiedene Techniken vorschlagen :

  • Verschraubung
  • Falzen

Entwicklung von keramischen Werkstücken

Die maschinelle Bearbeitung klassischer Materialien wie Metalle oder Polymere wird allgemein verwendet, die verschiedenen Merkmale und Grenzen sind bekannt Die Bearbeitung von Keramiken ist weniger bekannt und viel spezifischer. Ein keramisches Werkstück kann nicht auf dieselbe Art wie ein Werkstück aus Metall entwickelt werden. Das Design des Werkstücks muss an die Besonderheiten der keramischen Materialien angepasst werden. Hämmerbare Materialien kompensieren lokalen Druck auf schwache Oberflächen mit einer elastischen (und in einigen Fällen plastischen) Verformung; dieses Phänomen kommt bei harten Materialien nicht vor.

Wichtigste Regeln für Serienstücke

Einfache und mit den Verarbeitungstechniken kompatible Formen auswählen :

  • Das Design dem Pressverfahren des unbearbeiteten Werkstücks anpassen
  • Komplexe Formen in mehrere Bestandteile teilen
  • Unnötige geringe Toleranzen bei Dimensionen und Geometrie vermeiden

Konzentration von Kräften vermeiden :

  • Kräfte auf große Oberflächen verteilen
  • Scharfe Kanten und Einkerbungen vermeiden

Zugspannung minimieren :

  • Zugspannung in Druck umwandeln
  • Werkstücke unter Druck vorspannen

Zu massive Werkstücke meiden :

  • Einheitliche Wandstärken beibeihalten
  • Zu plötzliche Abschnittswechsel verhindern

Feinbearbeitung nach der Sinterung minimieren :

  • Bearbeitung des unbearbeiteten Werkstücks der des gesinterten Werkstücks vorziehen
  • Bearbeitungsoberflächen begrenzen
  • Nur unbedingt notwendige Toleranzen vorschreiben

Spezifische Entwicklungsdetails berücksichtigen :

  • Auswurf der Gussform vereinfachen
  • Zu feine Wände vermeiden
  • Besonderheiten jeder Etappe berücksichtigen (Pressen, Sintern, maschinelle Bearbeitung, Planschleifen,…)

Merkmaltabelle

MATERIALIEN

Alumi

niumoxid

Zirkon

iumoxid

Sili

ziumkarbid

Bornitrid

Alumi

niumnitrid

Sili

ziumnitrid

Alumi

niumtitanat

Referenzen

055-0010

055-0020

055-0021

103-0010

200-0090

055-0030

103-0020

036-0010

Reinheit

Al2O3 99,7%

ZrO2-Y2O3

ZrO2-MgO

SSiC

BN HD2

AlN

Si3N4

Al2TiO5

Klassifikation DIN ISO

C779

C800

C800

-

-

C910

C935

-

Merkmaltabelle

Dichte (g/cm3)

3,9

6

5,6

> 3,1

2,06

3,3

3,18 à 3,40

3,35

Offene Porosität (%)

0

0

0

0

0

0

0

12,5

Farbe

elfenbein

weiß

gelb

schwarz

weiß

grau

grau

elfenbein

Mechanische Merkmale 20 °C

Härte nach Vickers HV10 HV10 (N/mm²)

> 17 000

>12000

>10000

> 25000

-

> 10 500

15 200

< 2000

Druckwiderstand (N/mm²)

2 500

> 1800

> 1800

> 2 500

> 2000

3 000

-

Biegewiderstand (N/mm²)

> 370

> 600

> 600

> 400

25.5 ǁ

47.9 ^

> 350

769

25

Elastizitätsmodul (Gpa)

> 380

> 200

> 200

400

35 ǁ

50 ^

> 320

290

17

Risszähigkeit (MPa.m1/2)

4

7

8

3,5

> 3

7,5

-

Weibull-Modull

15

20

16

10

-

25

-

Thermische Merkmale

Max. Einsatztemperatur (°C)

1700

1000

1000

1900 (1600 sous air)

1600 (850 sous air)

1000

1400

1500

spezifische Wärmekapazität 20°C (J/kg.K)

900

400

400

670

-

-

700

-

Wärmeleitfähigkeit100°C (W/mK)

30

2,5

3

125

92.7 ǁ

57.2 ^

180

25

1,4

Wärmeausdehnungskoeff. 20 à 1000°C (10-6 /K-1)

8,5

11

11

4,5

7.54 ǁ

2.12 ^

4,6

3,2

< 1

Elektrische Merkmale

spezifischer Widerstand 20°C (Ω.m)

10 12

> 10 7

> 10 7

10-3 à 106

>10 13

> 10 10

10 12

50.10 6

spezifischer Widerstand 600°C (Ω.m)

10 6

> 10 3

> 10 3

-

-

-

-

dielektrische Kapazität (kV/mm)

17

-

-

-

> 50

15

-

-

Sinterkeramiken (419.78k)

Technisches Datenblatt: Sinterkeramiken