Teilen Sie diese Seite per E-Mail Bis zu welcher Höchsttemperatur kann ein Tiegel aus Graphit und Glaskohlenstoff verwendet werden?
In Inertgasatmosphäre oder Vakuum können Graphit und Glaskohlenstoff bis zu 3 000 °C verwendet werden. Werden diese Werkstoffe hingegen an der Luft eingesetzt, oxidieren sie und halten nur Temperaturen bis etwa 450–500 °C stand.
Final Advanced Materials empfiehlt, stets unter Argon, Stickstoff oder Vakuum zu arbeiten, um diese Werkstoffe optimal zu nutzen. In oxidierender Atmosphäre ist ihr Einsatz stark begrenzt.
Um Ihnen bei der Wahl des richtigen Schmelztiegels für Ihre Anforderungen zu helfen, orientiert sich Final Advanced Materials an zwei Kriterien: die maximal erreichbare Temperatur und das zu schmelzende Material.
Aluminiumoxid (Al2O3) hat das beste Preis-Leistungs-Verhältnis.
Es besitzt eine hohe chemische Trägheit und kann bis zu 1 700 °C eingesetzt werden.
Zirkoniumdioxid (ZrO₂) zeichnet sich durch eine bessere Thermoschockbeständigkeit aus, besitzt aber eine geringere chemische Stabilität.
Je nach Typ kann es bis zu 1 800 °C eingesetzt werden.
Magnesiumoxid (MgO) weist eine noch größere Trägheit auf und hält Temperaturen von bis zu 2 000 °C stand, jedoch mit der geringsten Thermoschockbeständigkeit.
Zum Schmelzen von Nichteisenmetallen und Speziallegierungen empfiehlt Final Advanced Materials die Verwendung von Tiegeln aus Graphit oder Keramik.
Graphit und Glaskohlenstoff werden für die Gießerei aufgrund ihrer hervorragenden Wärmeleitfähigkeit (zwischen 90 und 180 W.m⁻¹.K⁻¹) und ihrer geringen Wärmeausdehnung (zwischen 2 und 5 × 10⁻⁶.K⁻¹) empfohlen. Da diese Arten von Tiegeln jedoch mit bestimmten Oxiden reagieren können, müssen sie in einer Inertgasatmosphäre oder im Vakuum verwendet werden.
Aluminiumoxid (Al₂O₃) ist chemisch stabil und eignet sich für wenig reaktive Legierungen.
Zirkoniumdioxid (ZrO₂) weist eine ausgezeichnete chemische Reaktionsträgheit auf und eignet sich für Speziallegierungen und reaktive Werkstoffe.
Siliziumkarbid (SiC) besitzt eine hohe Wärmeleitfähigkeit (125 W·m⁻¹·K⁻¹) und eine geringe Wärmeausdehnung (4,5 × 10⁻⁶·K⁻¹). Es eignet sich für Aluminium, Kupfer und intensive Produktion.
Magnesiumoxid (MgO) weist eine hohe Beständigkeit gegenüber basischen Umgebungen und Legierungen mit hohem Nickelgehalt auf.
Tiegel aus Siliziumkarbid (SiC) sind in sauerstoffreicher Atmosphäre nur begrenzt oxidationsbeständig. Siliziumkarbid beginnt ab 800–1.000 °C, eine schützende Siliziumdioxidschicht (SiO₂) zu bilden. Ab 1.200 °C an der Luft nimmt die Oxidation zu, was den Tiegel langfristig spröde machen kann. Final Advanced Materials empfiehlt daher den Einsatz in einer Inertgasatmosphäre, um das Auftreten dieser Probleme zu vermeiden und damit das Material bis zu 1 600–1 800 °C stabil bleibt.
In Bezug auf chemische Korrosion weist Siliziumkarbid (SiC) eine ausgezeichnete chemische Beständigkeit gegenüber Nichteisenmetallen auf. Allerdings reagiert es empfindlich auf starke Säuren und starke Oxidationsmittel bei hohen Temperaturen.
Um Thermoschocks bei der Verwendung von Keramiktiegeln zu vermeiden, empfiehlt Final Advanced Materials folgende Vorgehensweisen:
• Temperaturen schrittweise ändern und mechanische Belastungen begrenzen
• die Tiegel niemals von Anfang an mit voller Leistung beheizen, insbesondere MgO-Tiegel (200 °C/h)
• Temperaturgradienten, den Kontakt mit kalten Oberflächen und lokale Hotspots vermeiden
• mit Siliziumkarbid, Graphit oder Glaskohlenstoff in Inertgasatmosphären arbeiten