Das Aufkommen vonKeramikbolzenProdukte: Ein Ergebnis von Materialinnovationen, die durch die besonderen Anforderungen der Arbeitsbedingungen im aktuellen Markt bedingt sind
Die Entwicklung von Keramikschrauben ist das Ergebnis von Materialinnovationen, die durch die Anforderungen zahlreicher spezieller Einsatzbedingungen im heutigen Markt vorangetrieben werden. In 99 % der üblichen Anwendungsszenarien (z. B. in der Automobil-, Bau- und Möbelindustrie) sind Metallbefestigungen aufgrund ihrer Vorteile hinsichtlich Leistungsfähigkeit, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit nach wie vor die erste Wahl. In den verbleibenden 1 % der extremen oder speziellen Einsatzbedingungen (z. B. in der Halbleiterindustrie, bei Hochtemperaturöfen, Chemiepumpen, Luft- und Raumfahrt sowie Medizintechnik) stoßen Metalle jedoch an ihre Grenzen. Hier zeigt sich der Wert von Keramikschrauben deutlich, die eine Schlüssellösung für spezifische technische Herausforderungen darstellen.
Gängige Keramikbolzenmaterialien
Aluminiumoxidschrauben: Die wirtschaftlichste Befestigungslösung aus Keramik
AluminiumoxidschraubenAluminiumoxid stellt die wirtschaftlichste Lösung für keramische Befestigungselemente dar. Wenn in einer Anwendung elektrische Isolation, Korrosionsbeständigkeit oder Nichtmagnetismus im Vordergrund stehen, die Anforderungen an mechanische Festigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit jedoch nicht extrem hoch sind, ist Aluminiumoxid eine völlig ausreichende und äußerst kosteneffiziente Option. Keramikschrauben aus diesem Material sind am weitesten verbreitet; als grundlegendste und ausgereifteste Art von technischer Keramik dienen sie als Einstiegsmodell für industrielle Keramikschrauben auf dem Markt und erfreuen sich einer relativ hohen Nachfrage.
Zirkonoxid-Schrauben
Der Hauptvorteil von Zirkonoxidschrauben liegt in ihrer hervorragenden Zähigkeit und Rissbeständigkeit – im Vergleich zu anderen Keramikwerkstoffen sind sie deutlich weniger anfällig für Sprödbrüche. Gleichzeitig zeichnen sie sich durch hervorragende Verschleißfestigkeit und Oberflächengüte aus, wodurch sie auch unter dauerhafter Belastung oder Reibung formstabil bleiben und ein ansprechendes Erscheinungsbild bewahren. In Anwendungsbereichen, die neben hoher Maßgenauigkeit und Ästhetik auch eine gewisse Stoß- oder Belastungsbeständigkeit erfordern (wie beispielsweise in der Medizintechnik und der Halbleiterindustrie), sind sie aufgrund ihrer umfassenden Eigenschaften ein unverzichtbares Befestigungsmaterial für diese anspruchsvollen Anwendungen.
Siliziumnitrid-Schrauben
Siliziumnitrid ist der keramische Schraubenwerkstoff mit den besten mechanischen Eigenschaften und der höchsten Temperaturwechselbeständigkeit. In Anwendungen, die hohe Festigkeit, Zähigkeit und Beständigkeit gegen Temperaturwechsel erfordern, ist er nahezu die einzige Option. Die technische Hürde für die Herstellung und das Sintern von Siliziumnitridpulver ist relativ hoch; die Anzahl der Unternehmen, die in der Lage sind, hochwertige Siliziumnitrid-Strukturbauteile stabil herzustellen, ist deutlich geringer als die der Hersteller von Aluminiumoxid- und Zirkonoxid-Bauteilen, und die Produktion ist in der Regel spezialisiert. Produkte dieser Art müssen üblicherweise kundenspezifisch angefertigt werden, es gibt nur wenige Standardoptionen, und sie sind teuer. Dennoch sind Siliziumnitridschrauben Spitzenprodukte für Anwendungen mit hohen Temperaturen und hohen Festigkeiten.
Siliciumcarbid weist hohe Sinterschwierigkeiten auf (Reaktionssintern oder Heißpresssintern sind häufig erforderlich) und ist schlecht bearbeitbar (Diamantschleifen ist nahezu die einzige praktikable Methode). Diese Faktoren führen insgesamt zu höheren Produktionskosten als bei anderen keramischen Werkstoffen. Es wird üblicherweise auftragsbezogen gefertigt, um spezifischen und extremen Einsatzbedingungen gerecht zu werden, und eignet sich für extreme Umgebungen, in denen alle anderen Werkstoffe (einschließlich anderer Keramiken) ungeeignet sind.
Keramische Schrauben werden derzeit hauptsächlich in der High-End-Fertigung und im Bereich Forschungsausrüstung eingesetzt, wobei folgende Anwendungen üblich sind:
(1) Halbleiteranlagen
(2) Hochtemperaturofen und Wärmebehandlungsanlagen
(3) Chemische Industrie und korrosive Umgebung
(4) Elektronische und Magnetronsysteme
(5) Luft- und Raumfahrt und neue Energien
(6) Medizinische Geräte und Forschungsausrüstung
