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Werkstoff-Leitfaden – Werkstoffe und Anwendungen
Refraktärmetalle
Wolfram
(W) Ordnungszahl: 74
Eigenschaft
*Hohe Hitzebeständigkeit, hohe Wärmeleitfähigkeit, hohe relative Dichte
| Schmelzpunkt (℃) | 3387 |
höchster unter allen Metallen |
|---|---|---|
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 172 | |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 4.5
|
niedrigster unter allen Metallen |
| Relative Dichte | 19.3 | ähnlich wie Gold |
| Vickers-Härte (Hv)(GPa) | 4.2 | |
| Elastizitätsmodul (GPa) | 345 |
Anwendungen
- Glühwendel, Schmelztiegel
- Heizeinsätze für Vakuumöfen
- Alle Arten von Elektroden für Entladungslampen, elektrische Kontakte
- Wärmeabschirmung, WIG-Schweißelektroden
- Komponenten für Halbleiter-Ionen-Implantationsgeräte
- Sputtertargets
- Ausgleichsgewicht
Molybdän
(Mo) Ordnungszahl: 42
Eigenschaft
*Hitzebeständig, hohe Wärmeleitfähigkeit
| Schmelzpunkt (℃) | 2623 |
|---|---|
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 142 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 5.3 |
| Relative Dichte | 10.2 |
| Vickers-Härte (Hv)(GPa) | 2.6 |
| Elastizitätsmodul (GPa) | 276 |
Anwendungen
- Beleuchtungselemente, Glühdraht für Glühbirnen
- Heizelemente für Hochtemperaturöfen und Abschirmungen
- Schmelztiegel, Sinterschiffchen
- Magnetronteile für Mikrowellen
- Magnetronteile, die in Mikrowellenherden verwendet werden
- Material für Sputtertargets
Tantal
(Ta) Ordnungszahl: 73
Eigenschaft
*Hitzebeständig
| Schmelzpunkt (℃) | 2990 |
|---|---|
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 57.5 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 6.3 |
| Relative Dichte | 16.7 |
| Vickers-Härte (Hv)(GPa) | 0.7 |
| Elastizitätsmodul (GPa) | 185 |
Anwendungen
- Teile für Wärmetauscher
- Komponenten für Hochtemperaturreaktoren
- Quellenkomponenten für Halbleiter-Ionenimplantationsgeräte
Ionenimplantationsgeräte
Pulver: Kondensatoren, Sputtertargets
Oxid: Additiv für optische Linsen
Carbid: Hartmetallwerkzeuge
Niob
(Nb) Ordnungszahl: 41
Eigenschaft
*Hitzebeständig
| Schmelzpunkt (℃) | 2415 |
|---|---|
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 54 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 7.0 |
| Relative Dichte | 8.6 |
| Vickers-Härte (Hv)(GPa) | 0.8 |
| Elastizitätsmodul (GPa) | 107 |
Anwendungen
- Zusatzstoff für Eisen und Stahl
Carbid: Hartmetallwerkzeuge
Intermetallische Verbindungen: Supraleitender Magnet
Legierungen: Sputtertargets
Silber
(Ag) Ordnungszahl: 47
Eigenschaft
Hohe Wärmeleitfähigkeit, hohe elektrische Leitfähigkeit
| Schmelzpunkt (℃) | 960 |
|---|---|
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 420 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 19.0 |
| Relative Dichte | 10.5 |
| Vickers-Härte (Hv)(GPa) | 0.9 |
| Elastizitätsmodul (GPa) | 73 |
Anwendungen
- Elektrische Leiter (geringer elektrischer Widerstand)
- Audiokabel
- Hochfrequenzkabel
- Geschirr, Schmuck, Zahnmedizin
- Wasserreiniger (Desinfektion)
Verwendung als Legierungsmaterial möglich
Kupfer
(Cu) Ordnungszahl: 29
Eigenschaft
*Hohe Wärmeleitfähigkeit, hohe elektrische Leitfähigkeit
| Schmelzpunkt (℃) | 1084 |
|---|---|
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 398 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 16.6 |
| Relative Dichte | 8.9 |
| Vickers-Härte (Hv)(GPa) | 0.8 |
| Elastizitätsmodul (GPa) | 130 |
Anwendungen
- Leiter in elektrischen Geräten
- Stromkabel (geringer elektrischer Widerstand und preiswerter als Silber)
- Münzen, Baumaterialien
Kann als Verbundwerkstoff für Messingprodukte usw. verwendet werden
Aluminium
(Al) Ordnungszahl: 13
Eigenschaft
*Leichtes Gewicht
| Schmelzpunkt (℃) | 660 |
|---|---|
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 237 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 23.2 |
| Relative Dichte | 2.7 |
| Vickers-Härte (Hv)(GPa) | 0.5 |
| Elastizitätsmodul (GPa) | 71 |
Anwendungen
- Münzen, Getränkedosen, Töpfe und Pfannen
- Baumaterialien, Fahrzeugkomponenten
- Benzinmotoren
- Universelle Maschinenbauteile
Edelstahl
(SUS) legierter Stahl
Eigenschaft
*Korrosionsbeständig
| Schmelzpunkt (℃) | 1450 |
|---|---|
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 16.3 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 18.0 |
| Relative Dichte | 7.9 |
| Vickers-Härte (Hv)(GPa) | 2.0 |
| Elastizitätsmodul (GPa) | 200 |
Anwendungen
-
Austenit-Typ:
- Küchengeräte
- Geschirr
- Korrosionsbeständige Ausrüstung
- Universelle Maschinenbauteile
- Martensit-Typ:
- Küchenmesser
- Teile von Abschreckmaschinen mit hoher Lebensdauer
- Ferrit-Typ
- Töpfe für Induktionsherde
Keramik
Aluminiumoxid
(Aluminium Oxid) Al2O3
Eigenschaft
*Hohe Härte, abriebfest, hitzebeständig, korrosionsbeständig
| Schmelzpunkt (℃) | 2054 |
|---|---|
| Temperaturwechselbeständigkeit | 200 |
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 30 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 5.3 |
| Relative Dichte | 3.9 |
| Vickers-Härte (Hv)(GPa) | 18 |
Anwendungen
- Elektrische Isolatoren
- Ofenwände, Ofenteile, Vorrichtungen
- Düsen, Walzen
- Reaktionstiegel, Reaktionsgefäße
- Komponenten der Halbleiterindustrie
- Komponenten für die Flüssigkeitskristallproduktion
- Elektronenröhrenteile, Pumpen, Schleifmittel
- Tiegelauskleidungen
Aluminiumnitrid
AIN
Eigenschaft
*Hohe Wärmeleitfähigkeit
| Schmelzpunkt (℃) | 2200 |
|---|---|
| Temperaturwechselbeständigkeit | 400 |
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 170 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 2.4 |
| Relative Dichte | 3.3 |
| Vickers-Härte (Hv)(GPa) | 13 |
Anwendungen
- Schmelztiegel,
- Komponenten für Kühlkörper,
- hitzeresistente Platten,
- Komponenten für die Halbleiterfertigung:
- Heizelemente, elektrostatische Chucks,
- Dummy-Wafer,
- Suszeptor-Ringe,
- Duschplatten,
- Reaktionskammern,
- HF-Fenster
Siliciumnitrid
Si3N4
Eigenschaft
*Hohe Festigkeit, abriebfest, temperaturwechselbeständig
| Schmelzpunkt (℃) | 1600 |
|---|---|
| Temperaturwechselbeständigkeit | 650 |
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 13 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 1.5 |
| Relative Dichte | 3.2 |
| Vickers-Härte (Hv)(GPa) | 16 |
Anwendungen
- Motorenteile
- Komponenten für Gasturbinen
- Lager, Führungsrollen
- Schneidewerkzeuge
- Schneidewerkzeuge
- Schleifteile, Mahlkugeln
- Rührblätter
Siliciumcarbid
SiC
Eigenschaft
*Hohe Festigkeit, chemische Beständigkeit und Verschleißfestigkeit, hohe Wärmeleitfähigkeit
| Schmelzpunkt (℃) | 2730 |
|---|---|
| Temperaturwechselbeständigkeit | 450 |
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 150 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 2.9 |
| Relative Dichte | 3.1 |
| Vickers-Härte (Hv)(GPa) | 24 |
Anwendungen
- Hochtemperatur-Komponenten
- Gleitteile:
- Lager,
- Gleitringdichtungen
Zirconiumdioxid
(Zirconium dioxide) ZrO2
Eigenschaft
*Hohe Bruchzähigkeit, hohe Festigkeit, abriebfest
| Schmelzpunkt (℃) | 2715 |
|---|---|
| Temperaturwechselbeständigkeit | 280 |
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 3 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 7.7 |
| Relative Dichte | 6.0 |
| Vickers-Härte (Hv)(GPa) | 13 |
Anwendungen
- Schneiden für Industrieanwendungen
- Scheren, Küchenmesser
- Prüfmittel:
- Prüfstifte,
- Endmaße
- Diverse verschleißfeste Bauteile
Bornitrid
BN
Eigenschaft
*Ausgezeichneter elektrischer Widerstand bei hohen Temperaturen, temperaturwechselbeständig
| Schmelzpunkt (℃) | 2700 |
|---|---|
| Temperaturwechselbeständigkeit | 1500 |
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 63 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 1.4 |
| Relative Dichte | 1.8 |
| Vickers-Härte (Hv)(GPa) | 0.8 |
Anwendungen
- Isolatoren für Hochtemperatur-Atmosphärenöfen
- Diverse Komponenten für die Halbleiterfertigung
- Schmelztiegel für Verbindungshalbleiter
- Montagevorrichtungen für Elektronikbaugruppen
- Kühlkörper
Pulver: Schmiermittelzusatz bei hohen Temperaturen, Trennmittel, kosmetische Produkte
Glas
Quarzglas
Eigenschaft
*Ausgezeichneter elektrischer Widerstand bei hohen Temperaturen, temperaturwechselbeständig
| Schmelzpunkt (℃) | 1700 |
|---|---|
| Temperaturwechselbeständigkeit | 1000 |
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 1.4 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 0.5 |
| Relative Dichte | 2.2 |
| Vickers-Härte (Hv)(GPa) | 9 |
Anwendungen
-
Optik:
- Optische Linse und Prismen
- Verschiedene Laserlinsen
- Chemie:
- Apparaturen zur Lösungsmitteldestillation
- Komponenten für chemische Laborgeräte
- Halbleiterindustrie:
- CVD, diverse Rohre für Diffusionszwecke in Rohröfen
- Fotomaske und etc.
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