Keramikschrauben: Eine leistungsstarke Befestigungslösung, die die Einschränkungen von Metallen durchbricht
Die Entstehung vonKeramikbolzenProdukte: Das Ergebnis von Materialinnovationen, die durch die besonderen Anforderungen der aktuellen Marktsituation an die Arbeitsbedingungen vorangetrieben werden
Die Einführung von Keramikschrauben ist eine Folge von Materialinnovationen, die durch die Anforderungen zahlreicher spezieller Arbeitsbedingungen auf dem aktuellen Markt vorangetrieben wurden. Insbesondere in 99 % der alltäglichen Arbeitsszenarien (z. B. im Automobil-, Bau- und Möbelbereich) sind Metallbefestigungen aufgrund ihrer Vorteile hinsichtlich umfassender Leistung, Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz nach wie vor die unerschütterliche erste Wahl. Unter den verbleibenden 1 % extremer oder spezieller Arbeitsbedingungen (z. B. in Halbleiteranlagen, Hochtemperaturöfen, Chemiepumpen, Luft- und Raumfahrzeugen und medizinischen Geräten) sind Metallwerkstoffe jedoch nicht mehr geeignet. Genau hier kommt der Wert von Keramikschrauben zum Tragen, die als Schlüssellösung für spezifische technische Herausforderungen dienen.
Gängige Keramikbolzenmaterialien
Aluminiumoxidschrauben: Die wirtschaftlichste keramische Befestigungslösung
Aluminiumoxidschraubenstellen die wirtschaftlichste keramische Befestigungslösung dar. Wenn ein Anwendungsszenario in erster Linie elektrische Isolierung, Korrosionsbeständigkeit oder Nichtmagnetismus erfordert, aber keine extremen Anforderungen an mechanische Festigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit stellt, ist Aluminiumoxid eine völlig ausreichende Option mit höchster Kosteneffizienz. Keramikschrauben aus diesem Material werden am häufigsten hergestellt. Als einfachste und ausgereifteste Art technischer Keramik dienen sie als Einstiegsprodukte für industrielle Keramikschrauben auf dem Markt und erfreuen sich einer relativ hohen Nachfrage.
Zirkonia-Bolzen
Der Hauptvorteil von Zirkonoxidschrauben liegt in ihrer hervorragenden Zähigkeit und Rissbeständigkeit – im Vergleich zu anderen Keramikwerkstoffen neigen sie deutlich weniger zu Sprödbrüchen. Gleichzeitig zeichnen sie sich durch hervorragende Verschleißfestigkeit und Oberflächengüte aus, sodass sie auch in Umgebungen mit langfristiger Belastung oder Reibung ihre Abmessungen und ihr ästhetisches Erscheinungsbild behalten. In Szenarien, in denen ein gewisses Maß an Stoß- oder Spannungsfestigkeit sowie hohe Anforderungen an Maßgenauigkeit und Ästhetik erforderlich sind (wie beispielsweise in der Medizingeräte- und Halbleiterindustrie), sind sie aufgrund ihrer umfassenden Leistungsfähigkeit ein unverzichtbares Befestigungsmaterial für diese High-End-Anwendungen.
Siliziumnitridschrauben
Siliziumnitrid ist das keramische Schraubenmaterial mit den besten mechanischen Eigenschaften und der besten Temperaturwechselbeständigkeit. In Szenarien, die hohe Festigkeit, hohe Zähigkeit und Beständigkeit gegen Hochtemperaturschocks erfordern, ist es fast die einzige Option. Die technischen Hürden für die Herstellung und das Sintern von Siliziumnitridpulver sind relativ hoch; die Zahl der Unternehmen, die in der Lage sind, qualitativ hochwertige Strukturkomponenten aus Siliziumnitrid stabil herzustellen, ist weitaus geringer als die derjenigen, die Komponenten aus Aluminiumoxid und Zirkonoxid herstellen, und diese Produktion ist in der Regel spezialisiert. Produkte dieser Art müssen in der Regel im Voraus individuell angepasst werden, es stehen nur wenige Standardoptionen zur Verfügung und sie sind teuer. Dennoch sind Siliziumnitridschrauben Spitzenprodukte für Arbeitsbedingungen mit hohen Temperaturen und hoher Festigkeit.
Siliziumkarbid ist schwer zu sintern (häufig ist Reaktionssintern oder Heißpressen erforderlich) und lässt sich schlecht bearbeiten (Diamantschleifen ist fast die einzige anwendbare Methode). Diese Faktoren führen zusammengenommen zu höheren Produktionskosten als bei anderen Keramikwerkstoffen. Es wird üblicherweise auf Auftragsbasis für spezifische und extreme Arbeitsbedingungen hergestellt und eignet sich für extreme Umgebungen, in denen alle anderen Werkstoffe (einschließlich anderer Keramiken) nicht einsetzbar sind.
Keramikbolzen werden derzeit hauptsächlich in der High-End-Produktion und in Forschungsausrüstungen eingesetzt. Zu den gängigen Anwendungen gehören
(1) Halbleiterausrüstung
(2) Hochtemperaturofen und Wärmebehandlungsausrüstung
(3) Chemische Industrie und korrosive Umgebung
(4) Elektronische und Magnetronsysteme
(5) Luft- und Raumfahrt und neue Energien
(6) Medizinische Geräte und Forschungsausrüstung