Nichtoxidkeramik

Nichtoxidkeramik

Nichtoxidkeramiken (beispielsweise Nitride, Carbide oder Boride) zeichnen sich gegenüber Oxidkeramiken durch höhere kovalente und geringere ionische Bindungsanteile aus. Dies ergibt, bedingt durch die starken Bindungsenergien, hohe chemische und thermische Stabilität, Härte und Festigkeit, jedoch gleichzeitig auch geringe Duktilität und recht hohe Sprödigkeit.

Technisch bedeutende Nichtoxidkeramiken sind unter anderem Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, Aluminiumnitrid und Borcarbid.

Chemische Eigenschaften

Nichtoxidkeramiken unterliegen bei hohen Temperaturen in sauerstoffhaltiger Atmosphäre Oxidationsprozessen. Jedoch bilden sich bei SiC- und SiN-Keramiken Schichten aus Siliziumoxid, die als Diffusionsbarriere wirken und eine weitere Korrosion des Werkstoffs bremsen.

Elektrische Eigenschaften

Im Vergleich zu allen Oxidkeramiken sind die Nichtoxidkeramiken nur etwas schlechtere elektrische Isolatoren. Nur Siliciumcarbid zeigt in nennenswertem Umfang Halbleitereigenschaften, das heißt die elektrische Leitfähigkeit nimmt mit steigender Temperatur zu (bei Metallen nimmt sie in der Regel mit steigender Temperatur ab.).

Thermische Eigenschaften

Die nichtoxidische Keramik besitzt im Vergleich zur oxidischen Keramik vergleichsweise hohe Wärmeleitfähigkeiten:

  • Siliciumnitrid: 10 bis 35 W/mK
  • Borcarbid: 50 W/mK
  • Bornitrid: 50 W/mk
  • Siliciumcarbid: 100 bis 110 W/mK
  • Aluminiumnitrid: 180 W/mK

Die Werte differieren aufgrund verschiedener Sintermethoden und Reinheitsgrade.

Weitere Nichtoxidkeramiken

Als weitere nichtoxidische Keramiken sind zu nennen:

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