Werkstoffe und Anwendungen
Refraktärmetalle
Wolfram
(W) Ordnungszahl: 74
Eigenschaften
| Schmelzpunkt (°C ) | 3387 | höchster Schmelzpunkt aller Metalle |
|---|---|---|
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 172 | |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 4,5 | geringster aller Metalle |
| Relative Dichte | 19,3 | ähnlich wie Gold |
| Härte (Hv)(GPa) | 4,2 | |
| Elastizitätsmodul (E-Modul) (GPa) | 345 |
*hitzebeständig, hohe Wärmeleitfähigkeit, hohe relative Dichte
Anwendungsbereiche
- Glühwendel
- Schmelztiegel
- Heizeinsätze für Vakuumöfen
- alle Arten von Elektroden für Entladungslampen, elektrische Kontakte
- Wärmeabschirmung
- WIG-Schweißelektroden
- Ionisatoren in Ionenquellen
- Sputtertargets
- Ausgleichsgewicht
Carbid: äußerst hart (WC)
Molybdän
(Mo) Ordnungszahl: 42
Eigenschaften
| Schmelzpunkt (°C ) | 2623 |
|---|---|
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 142 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 5,3 |
| Relative Dichte | 10,2 |
| Härte (Hv)(GPa) | 2,6 |
| Elastizitätsmodul (E-Modul) (GPa) | 276 |
*hohe Hitzebeständigkeit, hohe Wärmeleitfähigkeit
Anwendungsbereiche
- Beleuchtungskomponenten, Drahthaltern in Glühbirnen
- Schmelztiegel, Sinterschiffchen
- Magnetronteile für Mikrowellen
- Sputtertargets
Tantal
(Ta) Ordnungszahl: 73
Eigenschaften
| Schmelzpunkt (°C ) | 2990 |
|---|---|
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 57,5 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 6,3 |
| Relative Dichte | 16,7 |
| Härte (Hv)(GPa) | 0,7 |
| Elastizitätsmodul (E-Modul) (GPa) | 185 |
*hohe Hitzebeständigkeit
Anwendungsbereiche
- Wärmetauscher
- Hochtemperaturofenteile
- Ionisatoren in Ionenquellen
- Pulver: Kondensatoren, Sputtertargets
- Oxid: Additiv für optische Linsen
- Carbid: Hartmetallwerkzeuge
Niob
(Nb) Ordnungszahl: 41
Eigenschaften
| Schmelzpunkt (°C ) | 2415 |
|---|---|
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 54 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 7,0 |
| Relative Dichte | 8,6 |
| Härte (Hv)(GPa) | 0,8 |
| Elastizitätsmodul (E-Modul) (GPa) | 107 |
*hohe Hitzebeständigkeit
Anwendungsbereiche
- Zusatzstoff für Eisen und Stahl
- Carbid: Hartmetallwerkzeuge
- intermetallische Verbindungen: supraleitende Magnete
- Legierungen: Sputtertargets
Standard-Metalle
Silber
(Ag) Ordnungszahl: 47
Eigenschaften
| Schmelzpunkt (°C ) | 960 |
|---|---|
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 420 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 19,0 |
| Relative Dichte | 10,5 |
| Härte (Hv)(GPa) | 0,9 |
| Elastizitätsmodul (E-Modul) (GPa) | 73 |
*hohe Wärmeleitfähigkeit, hohe elektrische Leitfähigkeit
Anwendungsbereiche
- elektrische Leiter
- Audiokabel
- Hochfrequenzkabel
- Geschirr, Schmuck, Zahnmedizin
- Wasserreiniger (Desinfektion)
Verwendung als Legierungsmaterial möglich
Kupfer
(Cu) Ordnungszahl: 29
Eigenschaften
| Schmelzpunkt (°C ) | 1084 |
|---|---|
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 398 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 16,6 |
| Relative Dichte | 8,9 |
| Härte (Hv)(GPa) | 0,8 |
| Elastizitätsmodul (E-Modul) (GPa) | 130 |
*hohe Wärmeleitfähigkeit, exzellente elektrische Leitfähigkeit
Anwendungsbereiche
- Leiter in elektrischen Geräten
- Stromkabel (geringer elektrischer Widerstand und preiswerter als Silber)
- Münzen
- Rohrleitungen, Wasserhähne
Verwendung von Kupferlegierungen in Messingprodukten
Aluminium
(Al) Ordnungszahl: 13
Eigenschaften
| Schmelzpunkt (°C ) | 660 |
|---|---|
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 237 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 23,2 |
| Relative Dichte | 2,7 |
| Härte (Hv)(GPa) | 0,5 |
| Elastizitätsmodul (E-Modul) (GPa) | 71 |
*geringes Gewicht
Anwendungsbereiche
- Münzen, Getränkedosen, Töpfe, Pfannen
- Bauwesen: Fassaden, Fenster, Dächer
- Fahrzeugkomponenten, Karosserien, Motoren
- universelle Maschinenbauteile
Edelstahl
(SUS) legierter Stahl
Eigenschaften
| Schmelzpunkt (°C ) | 1450 |
|---|---|
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 16,3 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 18,0 |
| Relative Dichte | 7,9 |
| Härte (Hv)(GPa) | 2,0 |
| Elastizitätsmodul (E-Modul) (GPa) | 200 |
*Korrosionsbeständigkeit
Anwendungsbereiche
- Austenit:
- Küchengeräte
- Geschirr
- Laborbecher
- Maschinenteile
- Martensit:
- Küchenmesser
- Komponenten sehr hoher Härte
- Ferrit:
- Töpfe für Induktionsherde
Keramiken
Aluminiumoxid
Al2O3
Eigenschaften
| Schmelzpunkt (°C ) | 2054 |
|---|---|
| Temperaturwechselbeständigkeit | 200 |
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 30 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 5,3 |
| Relative Dichte | 3,9 |
| Härte (Hv)(GPa) | 18 |
*hohe mechanische Festigkeit, hohe Abriebfestigkeit, hervorragende Hitzebeständigkeit, gute Korrosionsbeständigkeit
Anwendungsbereiche
- Isolatoren
- Ofenteile
- Klemmbacken
- Düsen
- Spulenkörper
- Schmelztiegel, chemische Reaktionsgefäße
- Komponenten der Halbleiterindustrie
- Komponenten für die Flüssigkeitskristallproduktion
- Pumpenbauteile
- Schleifmittel
- Tiegeleinsätze
Aluminiumnitrid
AIN
Eigenschaften
| Schmelzpunkt (°C ) | 2200 |
|---|---|
| Temperaturwechselbeständigkeit | 400 |
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 160 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 2,4 |
| Relative Dichte | 3,3 |
| Härte (Hv)(GPa) | 13 |
*hohe Wärmeleitfähigkeit
Anwendungsbereiche
- Schmelztiegel
- Kühlkörper, hitzeresistente Platten
- Komponenten für die Halbleiterfertigung:
- Heizelemente, elektrostatische Chucks
- Dummy-Wafer
- Suszeptorringe
- Shower Heads
- Reaktionskammern
- HF-Fenster
- Klemmringe
- Substrate
Siliciumnitrid
Si3N4
Eigenschaften
| Schmelzpunkt (°C ) | 1600 |
|---|---|
| Temperaturwechselbeständigkeit | 650 |
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 13 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 1,5 |
| Relative Dichte | 3,2 |
| Härte (Hv)(GPa) | 16 |
*hohe Festigkeit, hohe Abriebfestigkeit, hervorragende Temperaturwechselbeständigkeit, hohe Bruchzähigkeit
Anwendungsbereiche
- Motorenteile
- Komponenten für Gasturbinen
- Lager, Führungsrollen
- Schneidewerkzeuge
- Schleifteile, Mahlkugeln
- Brennerteile
- Rührblätter
Siliciumcarbid
SiC
Eigenschaften
| Schmelzpunkt (°C ) | 2730 |
|---|---|
| Temperaturwechselbeständigkeit | 450 |
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 150 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 2,9 |
| Relative Dichte | 3,1 |
| Härte (Hv)(GPa) | 24 |
*hohe Steifigkeit, chemische Beständigkeit, Verschleißfestigkeit, hohe Wärmeleitfähigkeit
Anwendungsbereiche
- Hochtemperatur-Komponenten
- Gleitteile:
- Lager,
- Gleitringe
DPF Komponenten (Rußpartikelfilter)
Zirkonoxid
ZrO2
Eigenschaften
| Schmelzpunkt (°C ) | 2715 |
|---|---|
| Temperaturwechselbeständigkeit | 280 |
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 3 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 7,7 |
| Relative Dichte | 6,0 |
| Härte (Hv)(GPa) | 13 |
*hohe Bruchzähigkeit, hohe Festigkeit, hohe Abriebfestigkeit
Anwendungsbereiche
- Schneiden für Industrieanwendungen
- Scheren, Küchenmesser
- Prüfmittel:
- Prüfstifte
- Endmaße
- Diverse verschleißfeste Bauteile
Bornitrid
BN
Eigenschaften
| Schmelzpunkt (°C ) | 2700 |
|---|---|
| Temperaturwechselbeständigkeit | 1500 |
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 63 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | -1,4 |
| Relative Dichte | 1,8 |
| Härte (Hv)(GPa) | 0,8 |
*exzellente elektrische Isolation bei hohen Temperaturen, Temperaturwechselbeständigkeit
Anwendungsbereiche
- Isolatoren für Hochtemperatur-Atmosphärenöfen
- Diverse Komponenten für die Halbleiterfertigung
- Schmelztiegel für Verbindungshalbleiter
- Montagevorrichtungen für Elektronikbaugruppen
- Kühlkörper
- Pulver: Schmiermittelzusatz bei hohen Temperaturen, Trennmittel, kosmetische Produkte
Halbmetalle
Silicium
(Si) Ordnungszahl: 14
Eigenschaften
| Schmelzpunkt (°C ) | 1400 |
|---|---|
| Temperaturwechselbeständigkeit | − |
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 148 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 4,2 |
| Relative Dichte | 2,3 |
| Härte (Mohs) | 6,5 |
Anwendungsbereiche
- Halbleiterbauelemente
- Komponenten der Halbleitertechnik
- Solarzellen
Glas
Quarzglas
Eigenschaften
| Schmelzpunkt (°C ) | 1700 |
|---|---|
| Temperaturwechselbeständigkeit | 1000 |
| Wärmeleitfähigkeit (W/(m・K)) | 1,4 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient (×10-6) | 0,5 |
| Relative Dichte | 2,2 |
| Härte (Hv)(GPa) | 9 |
*hohe Temperaturwechselbeständigkeit, geringe Wärmeausdehnung
Anwendungsbereiche
- Optik:
- optische Linsen und Prismen
- verschiedene Laserlinsen
- Chemie:
- Apparaturen zur Lösungsmitteldestillation
- Komponenten für chemische Laborgeräte
- Halbleiterindustrie:
- CVD, diverse Rohre für Diffusionszwecke in Rohröfen
- Fotomasken, usw.
