Vorteile und Nachteile von HBN-Keramik
Bornitridkeramik, insbesondere in ihrerForm von hexagonalem Bornitrid (HBN)., ist eine der am weitesten verbreiteten
Verwendete Arten von BN-Keramiken. Heißgepresstes Bornitrid (HPBN) ist bekannt für seine nicht abrasiven und schmierenden Eigenschaften, seine geringe Wärmeausdehnung und seine Nichtbenetzbarkeit durch geschmolzene Metalle und wird daher in Branchen, die hohe Temperaturbeständigkeit und chemische Stabilität erfordern, sehr geschätzt.
Vorteile von BN-Keramik
1. Außergewöhnliche Hochtemperaturbeständigkeit
Bornitridkeramik besitzt einen Schmelzpunkt von über 3000°C, wodurch sie auch unter extremen Hitzebedingungen eine ausgezeichnete strukturelle Stabilität und mechanische Eigenschaften beibehält.
2. Geringe Wärmeausdehnung
Mit einem extrem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der nur von Quarzglas übertroffen wird, gewährleistet BN-Keramik eine hervorragende Dimensionsstabilität auch bei extremen Temperaturschwankungen. Diese Eigenschaft macht sie ideal für Anwendungen, die eine präzise Maßkontrolle erfordern, wie beispielsweise Komponenten für die Luft- und Raumfahrt sowie optische Instrumente.
3. Hervorragende Korrosionsbeständigkeit
BN-Keramiken weisen eine bemerkenswerte Beständigkeit gegenüber Säuren, Laugen und Salzschmelzen auf und eignen sich daher ideal für stark korrosive Umgebungen. Ihre Stabilität unter aggressiver chemischer Einwirkung macht sie in Branchen wie der Metallurgie und der Halbleiterfertigung unverzichtbar.
4. Ausgezeichnete Schmiereigenschaften
Bearbeitbare Bornitridpulver bieten hervorragende Schmiereigenschaften und eignen sich daher ideal für Hochtemperatur-Reibungsanwendungen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Schmierstoffen behält BN-Keramik ihre Wirksamkeit auch unter extremen Hitzebedingungen.
4. Hervorragende elektrische Isolierung
BN-Keramikbauteile weisen eine niedrige Dielektrizitätskonstante und minimale dielektrische Verluste auf und eignen sich daher hervorragend für Anwendungen in Hoch- und Niederfrequenz-Elektroniksystemen. Ihre Durchschlagsfestigkeit ist 4,5-mal höher als die von Aluminiumoxidkeramik, wodurch sie sich besonders für Hochspannungsisolationsanwendungen eignen.
5. Bearbeitbarkeit
Im Gegensatz zu den meisten Hochleistungskeramiken lässt sich heißgepresstes Bornitrid gut bearbeiten. Es kann gedreht, gefräst und mit herkömmlichen Bearbeitungswerkzeugen zu komplexen Strukturen wie dünnen Blechen und spiralförmigen Bauteilen geformt werden.
Nachteile von BN-Keramik
1. Relativ geringe mechanische Festigkeit
Im Vergleich zu anderen Hochleistungskeramiken weist BN-Keramik eine geringere mechanische Festigkeit auf und ist weicher, wodurch sie weniger verschleiß- und verformungsbeständig ist. Sie eignet sich daher nicht optimal für Anwendungen, die eine hohe mechanische Belastbarkeit oder intensive Reibungsbeständigkeit erfordern.
2. Hygroskopische Eigenschaften
Bornitridkeramik weist eine gewisse Feuchtigkeitsaufnahme auf, die in feuchter Umgebung oder bei längerem Kontakt mit Luft problematisch sein kann. Diese Eigenschaft kann insbesondere bei hohen Temperaturen oder Temperaturwechseln zu einer Ansammlung innerer Spannungen führen. Feuchtigkeitsbedingte Ausdehnung und Kontraktion können die Spannungskonzentration weiter erhöhen und im Laufe der Zeit Mikrorisse oder Materialversagen verursachen.
