Siliciumnitrid (Si3N4)

 

Siliciumnitrid (Si3N4) spielt unter den Nitridkeramiken eine derzeit klar dominierende Rolle und verfügt über eine bislang von anderen Keramiken nicht erreichte Kombination von hervorragenden Werkstoffeigenschaften, wie

  • hohe Zähigkeit

  • hohe Festigkeit, auch bei hohen Temperaturen

  • ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit

  • hervorragende Verschleissbeständigkeit

  • niedrige Wärmedehnung

  • mittlere Wärmeleitfähigkeit

  • gute chemische Beständigkeit

Diese Eigenschaftskombination ergibt eine Industriekeramik, die extremsten Einsatzbedingungen gerecht wird.


Siliciumnitridkeramik ist somit prädestiniert für Maschinenbauteile mit sehr hohen dynamischen Beanspruchungen und Zuverlässigkeitsanforderungen.


Um dichte Siliciumnitridkeramik herzustellen, wird von einem mit Sinteradditiven (Al2O3, Y2O3, MgO etc.) versetzten Submicron-Si3N4-Pulver ausgegangen, das nach dem Formgebungsprozess bei Temperaturen zwischen 1.750 bis 1.950°C gesintert wird. Bedingt durch die Zersetzung von Si3N4 zu (Si und N2) ab ca. 1.700 °C bei Normaldruck der Sinteratmosphäre wird während des Sinterns der N2-Druck erhöht, um der Zersetzung entgegenzuwirken.
 

Siliciumnitrid wird als Sonderwerkstoff in der Lagertechnik für Hybridlager (Wälzkörper aus Si3N4) und Vollkeramiklager (Wälzkörper und Laufringe aus Si3N4) eingesetzt.