Nicht-Aluminiumoxidkeramikist ein Oberbegriff für Keramiken aus Metallcarbiden, -nitriden, -sulfiden, -siliziden, -boriden usw. Mit der ständigen Weiterentwicklung von Wissenschaft und Technik müssen Werkstoffe eine Vielzahl von Eigenschaften aufweisen.AluminiumoxidkeramikDie Werkstoffe haben in den letzten Jahrzehnten eine bemerkenswerte Entwicklung erfahren, die den Fortschritt moderner Hochtechnologien maßgeblich gefördert hat. Sie spielen eine entscheidende Rolle für den Fortschritt der menschlichen Gesellschaft und haben einen unverzichtbaren Beitrag zur wirtschaftlichen Entwicklung und zum Aufbau der Landesverteidigung geleistet.
Merkmal:
① Die Rohstoffe kommen in der Natur nur selten vor, daher sind künstlich hergestellte Rohstoffe erforderlich.
② Bei der Synthese der Rohstoffe und beim Sintern der Keramiken entstehen wahrscheinlich Oxide, und die Prozesse müssen unter einer Schutzatmosphäre (wie Ar und N₂) durchgeführt werden.
③ Nichtoxide besitzen im Allgemeinen kovalente Bindungen mit sehr hoher Bindungsenergie, daher sind sie feuerfest oder schwer zu sintern.
Im Gegensatz zu Aluminiumoxidkeramiken sind die Atome in Nicht-Aluminiumoxidkeramiken hauptsächlich durch kovalente Bindungen miteinander verbunden. Daher weisen sie eine hohe Härte, einen hohen Elastizitätsmodul und eine hohe Kriechfestigkeit auf und behalten diese Eigenschaften weitgehend auch bei hohen Temperaturen bei – ein Merkmal, das Oxidkeramiken nicht erreichen. Der Nachteil besteht darin, dass das Sintern von Nicht-Aluminiumoxidkeramiken im Allgemeinen schwierig ist. Hochdichte Produkte lassen sich nur bei extrem hohen Temperaturen (1500–2500 °C) und unter Verwendung von Sinterhilfsmitteln erzielen. Manchmal ist auch ein Heißpressverfahren erforderlich, um die gewünschte Dichte (≥ 95 %) zu erreichen. Dies führt dazu, dass die Produktionskosten von Nicht-Aluminiumoxidkeramiken im Allgemeinen höher sind als die von Aluminiumoxidkeramiken.
Einige dieser keramischen Werkstoffe, wie beispielsweise Si₃N₄ und SiC, werden voraussichtlich in hocheffizienten Motoren und Gasturbinen eingesetzt, was großes Interesse bei Wissenschaftlern geweckt hat. Dies liegt daran, dass sie eng mit den Energieproblemen verknüpft sind, nach deren Lösung Industrieländer mit fortschrittlichen Technologien dringend suchen. Als neuartige Werkstoffe besitzen diese Nicht-Aluminiumoxid-Keramiken zudem einen ganz eigenen Reiz.
Unter den Nichtoxiden zeichnen sich Carbide und Nitride als Strukturwerkstoffe aus. Dies liegt daran, dass die meisten atomaren Bindungen in diesen Materialien kovalente Bindungen sind, wodurch sie eine hohe Beständigkeit gegen Verformung bei hohen Temperaturen aufweisen.
Nichtoxide unterscheiden sich von Aluminiumoxid. Sie kommen in der Natur selten vor und erfordern die künstliche Synthese von Rohstoffen, die anschließend nach keramischen Fertigungsverfahren zu Produkten verarbeitet werden. Während der Synthese der Rohstoffe ist es unerlässlich, den Kontakt mit Sauerstoff zu vermeiden. Andernfalls entstehen zunächst Oxide anstelle der gewünschten Nitride oder Carbide. Daher müssen sowohl die Synthese dieser Nichtoxid-Rohstoffe als auch deren Sinterung unter Schutzgasatmosphäre (Stickstoff oder Inertgas) erfolgen, um die Bildung von Oxiden zu verhindern, welche die Hochtemperatureigenschaften der Materialien beeinträchtigen könnten.
