Welche Eigenschaften haben Tiegel aus Borcarbid?
Borcarbid (B₄C) wird aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften häufig in Spezialtiegeln verwendet, insbesondere für den Einsatz in Hochtemperatur- oder korrosiven Umgebungen. Nachfolgend finden Sie eine detaillierte Beschreibung von Borcarbidtiegeln:
1. Eigenschaften von Borcarbid- Tiegeln
Ultrahohe Härte (Mohshärte 9,3): Nur Diamant und kubisches Bornitrid sind besser, mit extrem hoher Verschleißfestigkeit.
Hoher Schmelzpunkt (ca. 2450 °C): Geeignet für Experimente bei ultrahohen Temperaturen (typischerweise Betriebstemperaturen ≤ 2200 °C).
Chemische Korrosionsbeständigkeit: Widersteht Angriffen durch Säuren, Laugen und geschmolzene Metalle (wie Aluminium und Kupfer), weist jedoch eine geringe Stabilität gegenüber starken Oxidationsmitteln (wie heißer konzentrierter Schwefelsäure und Salpetersäure) auf.
Niedrige Dichte (2,52 g/cm³): Leichtgewichtig, geeignet für Anwendungen, die eine Gewichtsreduzierung erfordern.
Neutronenabsorption: Geeignet zur Abschirmung oder Kontrolle von Neutronenstrahlung in der Nuklearindustrie.
2. Anwendungen
Metallurgieindustrie: Schmelzen hochreiner Metalle (wie Aluminium und Kupfer) oder Legierungen, um Verunreinigungen zu vermeiden.
Halbleiterindustrie: Züchtung von Einkristall-Silizium oder Verarbeitung hochreiner Materialien.
Nuklearindustrie: Lagerung radioaktiver Materialien oder als Neutronenabsorber.
Laborforschung: Chemische Reaktionen oder Materialsynthese unter extremen Bedingungen.
3. Vorsichtsmaßnahmen bei der Verwendung
Thermoschockempfindlichkeit: Borcarbid weist eine geringe Thermoschockbeständigkeit auf und sollte vor schnellem Abkühlen und Erhitzen (z. B. direktes Abschrecken bei hohen Temperaturen) geschützt werden.
Mechanische Sprödigkeit: Um mechanische Stöße oder Spannungskonzentrationen zu vermeiden, optimieren Sie die Tiegelform und die Stützstruktur während der Konstruktion.
Oxidationsrisiko: In oxidierenden Atmosphären über 1000 °C kann es zu Oberflächenoxidation kommen. Daher ist die Verwendung in einer inerten Atmosphäre (z. B. Argon) oder Vakuumumgebung unerlässlich.
Hohe Kosten: Borcarbid ist komplex in der Herstellung und teuer und wird typischerweise in kritischen Prozessen verwendet.