Na míru vyrobený keramický kelímek z nitridu křemičitého Si3N4 pro tavení drahých kovů

Zkráceně

Tigel z křemíku dusíku je tigel vyrobený převážně z křemíku dusíku, který má výhody jako odolnost proti vysokým teplotám, odolnost proti korozi, odolnost proti opotřebení atd. Běžně se používá k tavení kovů, keramiky a jiných materiálů.

Podrobnosti

Tigel z dusičnanu křemičitého s vysokou tvrdostí nabízí nejlepší rovnováhu mezi tvrdostí, houževnatostí, tepelnou stabilitou a chemickou inertností v náročných podmínkách tavení, kde je vyžadována odolnost proti intenzivnímu opotřebení, erozi taveninou kovu, deformaci za vysoké teploty a častým tepelným cyklům, což ho činí obzvláště vhodným pro přesné tavení kovů s vysokou hodnotou.

Aplikace keramického tigle Si3N4:

• Vysoká čistota/aktivní kovy: Tavení křemíku vysoké čistoty (pro fotovoltaiku, polovodičový průmysl), germania, galia, india atd., aby se zabránilo znečištění uhlíkem a kyslíkem, přičemž zajišťuje tvrdost a odolnost vůči erozi taveným křemíkem.
• Drahé kovy: Tavení zlata, stříbra, platinových kovů a jejich slitin, vysoká tvrdost odolná proti erozi taveniny, chemická inertnost zajišťující čistotu taveniny.
• Vysokoteplotní slitiny/tavené kovy: Tavení slitin titanu, niklových vysokoteplotních slitin, molybdenových slitin atd., které splňují požadavky na vysokou teplotní pevnost a odolnost proti tepelnému šoku.

Vlastnosti

• Extrémně vysoká tvrdost a odolnost proti opotřebení: Vickersova tvrdost 15–18 GPa řadí tento materiál mezi nejtvrdší konstrukční keramiky, hned za diamantem, krychlovým nitridem boru a některými karbidy křemíku. To poskytuje kelímku vynikající odolnost proti erozi kovové taveniny, strusce i opotřebení částicemi, což výrazně prodlužuje jeho životnost.
• Vynikající pevnost za vysokých teplot a odolnost proti křehnutí: Dokáže udržet vysokou pevnost i při vysokých teplotách (až do 1400 °C), s vynikající odolností proti deformaci za vysokých teplot (křehnutí), čímž zajišťuje strukturální integritu a rozměrovou stabilitu kelímku během dlouhodobého tavení za vysokých teplot.

Vynikající odolnost proti tepelnému šoku: Kombinace nízkého koeficientu tepelné roztažnosti (~3,2 × 10⁻⁶/K) a střední tepelné vodivosti (~20–30 W/mK) mu umožňuje odolávat prudkým změnám teploty během procesu tavení (např. při dávkování a vyprazdňování) bez vzniku trhlin.

• Dobrá chemická stabilita: Je inertní vůči většině kovových tavenin (zejména neželezných kovů) a taveninám solí, není náchylná ke chemickým reakcím ani kontaminaci taveniny. Ve světlocitlivém prostředí na povrchu vytváří ochrannou vrstvu SiO₂, která zvyšuje odolnost proti korozi.
• Nízká smáčivost: Má velký kontaktní úhel s mnoha tavenými kovy, jako je hliník, měď a jejich slitiny, což ztěžuje přilnavost kovu a usnadňuje odlévání taveniny a čištění kelímku.

Parametr