Aluminiumoxid-Keramikschraube Keramikschraube

• 1. Hohe Festigkeit, Isolierung und Temperaturbeständigkeit
• 2. Korrosionsbeständig und nicht magnetisch
• 3. Hohe Härte und Dimensionsstabilität

1. Ausgezeichnete mechanische Leistungsfähigkeit und strukturelle Integrität y

Die mechanischen Eigenschaften von Aluminiumoxid-Keramikschrauben sind einer ihrer grundlegenden Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen Metallverbindungselementen. Diese spezielle Schraube wird aus hochreinem (in der Regel ≥ 99,5 %) Aluminiumoxid durch isostatisches Pressen und Sintern bei ultra-hohen Temperaturen hergestellt. Ihre Mikrostruktur ist dicht und homogen und weist hervorragende physikalische Eigenschaften auf. Zunächst ist ihre Härte äußerst hoch, die Vickershärte übertrifft alle metallischen Werkstoffe und sogar einige Hartlegierungen bei weitem. Diese außergewöhnlich hohe Härte führt direkt zu einer außerordentlichen Verschleißfestigkeit, sodass die Gewinde auch bei häufigem Demontieren oder in Umgebungen mit starker Vibration klar und intakt bleiben und sich dadurch die Lebensdauer erheblich verlängert. Zweitens besitzen hochwertige Aluminiumoxid-Keramikschrauben, die mit moderner Technologie hergestellt werden, trotz des spröden Eindrucks keramischer Werkstoffe eine beträchtliche mechanische Festigkeit, wobei die Druckfestigkeit über 3000 MPa liegt und somit enormen Vorspannkräften und Betriebsbelastungen standhält.

Im Hinblick auf Leichtbau beträgt die Dichte von Aluminiumoxid-Keramik etwa 3,6 g/cm³, was nur etwa 45 % der von Stahl entspricht. Diese Eigenschaft ist besonders wichtig in gewichtsrelevanten Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Präzisionsinstrumenten und Motorsport. Noch wichtiger ist, dass der hohe Elastizitätsmodul von Aluminiumoxid-Keramikschrauben bedeutet, dass sie unter Belastung nur minimale Verformungen erfahren und somit eine äußerst stabile Klemmkraft bereitstellen, wodurch eine Vorspannkraftrelaxation infolge plastischer Verformung – wie bei Metallschrauben – vermieden wird. Zudem vermeidet dies vollständig die bei Metallschrauben üblichen Erscheinungen wie Ermüdungskorrosion und Spannungsrisskorrosion und zeigt hervorragende Haltbarkeit unter zyklischer Belastung. Diese umfassenden mechanischen Eigenschaften machen Aluminiumoxid-Keramikschrauben besonders geeignet für kritische Verbindungsteile, die hohe Verschleißfestigkeit, hohe Lasten und langfristige Stabilität erfordern, wie beispielsweise Spindeln von Präzisionswerkzeugmaschinen, Befestigungen von Hochgeschwindigkeitslagern und Schlüsselverbindungen in automatisierten Robotern.

2. Thermische Stabilität und hohe Temperaturbeständigkeit in extremen Umgebungen

Aluminiumoxid-Keramikschrauben zeichnen sich auch in Hochtemperaturumgebungen durch gute Leistung aus, was ein entscheidender Vorteil ist, den die meisten Metallschrauben nicht bieten können. Ihr Schmelzpunkt liegt bei beeindruckenden 2050 °C, und ihre langfristig stabile Einsatztemperatur kann über 1600 °C erreichen. Kurzfristig können sie sogar extremen Temperaturen von bis zu 1800 °C standhalten. Unter diesen Bedingungen kommt es bei Aluminiumoxid-Keramikschrauben im Gegensatz zu Metallschrauben nicht zu Oxidation, Absplittern, Kriechen oder einem starken Abfall der Festigkeit. Wenn sich die Umgebungstemperatur von Raumtemperatur auf Betriebstemperatur erhöht, ist ihr Wärmeausdehnungskoeffizient relativ gering, was bedeutet, dass sich Temperaturschwankungen deutlich weniger auf die Schraubengröße und die Vorspannung auswirken als bei metallischen Werkstoffen.

Besonders hervorzuheben ist die hervorragende Beständigkeit gegen thermische Schocks. Durch ein präzises Gefügedesign können hochwertige Aluminiumoxid-Keramikschrauben schnellen Temperaturänderungen standhalten, ohne zu reißen. Beispielsweise erfordern Schrauben in der Halbleiterfertigung häufig wiederholte schnelle Aufheiz- und Abkühlprozesse von Raumtemperatur auf Hunderte oder sogar Tausende Grad Celsius. Aluminiumoxid-Keramiken können aufgrund ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit und geeigneten Wärmekapazität effektiv die Konzentration thermischer Spannungen verringern und die strukturelle Integrität bewahren. Im Gegensatz dazu können selbst spezielle hitzebeständige Legierungen bei solch extremen thermischen Zyklen aufgrund von Ermüdung versagen.

Darüber hinaus behalten Aluminiumoxid-Keramiken unter Hochtemperaturbedingungen ihre ursprünglichen mechanischen Eigenschaften und Isolierungseigenschaften bei und weisen aufgrund thermischer Aktivierung keine elektronische Leitfähigkeit auf, was für die Isolierbefestigung von Hochtemperatur-Elektrogeräten entscheidend ist. In einem vakuumgepumpten Hochtemperaturumfeld setzt sie keine flüchtigen Substanzen wie Metalle frei und vermeidet somit eine Systemkontamination. Diese Eigenschaften machen Aluminiumoxid-Keramikschrauben zu einer idealen Wahl für Anwendungen wie Wärmebehandlungsöfen, Sintereinrichtungen, Versuchsgeräte für heiße Bauteile von Flugzeugtriebwerken sowie zur Befestigung von Hochtemperatursensoren.
 

3. Außergewöhnliche Korrosionsbeständigkeit und chemische Inertheit

Es weist eine hervorragende chemische Stabilität auf und kann der Korrosion durch die meisten Säuren, Laugen, Salze und verschiedene organische Lösungsmittel widerstehen. Seine Beständigkeit gegen Korrosion ist deutlich besser als die von Spezialmetallen wie Edelstahl und sogar Hastelloy. Es kann auch langfristig stabil in extrem korrosiven Medien wie starken Säuren und Laugen arbeiten, ohne zu rosten oder metallische Ionen freizusetzen, die den Prozess verunreinigen könnten. Diese Eigenschaft macht es zur idealen Wahl für die Verbindung von Pumpen, Ventilen, Reaktoren und Rohrleitungen in rauen Umgebungen wie der chemischen Industrie, Pharmazie, Lebensmittelverarbeitung und Marinetechnik, wodurch effektiv Geräteausfälle und Produktkontaminationen durch Schraubenkorrosion vermieden werden.

4. Hervorragende elektrische Isolierung und nichtmagnetische Eigenschaften

Der Volumenwiderstand ist äußerst hoch, wodurch der Strom effektiv auch in Hochtemperaturumgebungen isoliert werden kann, was das Risiko von Lichtbogendurchschlägen oder Kurzschlüssen verhindert. Gleichzeitig ist das Material im Wesentlichen nicht magnetisch und von starken Magnetfeldern unbeeinflusst, mit einer magnetischen Permeabilität von null. Dadurch eignet es sich hervorragend für hochpräzise Elektronenstrahlgeräte, MRT-Systeme (Magnetresonanztomographie), Halbleiterfertigungsanlagen in Vakuumumgebungen sowie verschiedene präzise Messinstrumente, da elektromagnetische Störungen, Wirbelstromverluste und magnetische Verunreinigungen, die durch Metallschrauben verursacht werden könnten, weitgehend eliminiert werden.

5. Aluminiumoxid-Keramikschrauben sind zu einem Schlüsselelement für die Modernisierung und den Ersatz in vielen hochtechnologischen und industriellen Bereichen geworden.

Von der Halbleiterwaferfertigung, der Solarenergieerzeugung bis hin zu hochwertigen Analysegeräten, von chemischem Korrosionsschutz, medizinischen Geräten bis zur Luft- und Raumfahrt bietet es Lösungen, die mit herkömmlichen Metallschrauben nicht erreichbar sind. Obwohl die Beschaffungskosten pro Einheit möglicherweise höher sind, zeigen sich über den gesamten Lebenszyklus hinweg äußerst hohe wirtschaftliche Gesamtvorteile aufgrund der langen Lebensdauer, hohen Zuverlässigkeit, geringen Wartungskosten sowie der Sicherstellung der Gesamtsystemleistung und Reinheit.