SiAlON – Miscela di nitruro di silicio e ossido di alluminio

Materiali ceramici per la progettazione mirata di proprietà meccaniche

La ceramica SiAlON α/β è tra i più recenti materiali della ceramica tecnica ed è correlata ai nitruri di silicio. È presente soltanto in determinati composti di materie prime ed è costituita come minimo dalle tre fasi α SiAlON, β SiAlON e la fase a bordo grano amorfa o parzialmente cristallina.

Informazioni utili:

Esempio delle caratteristiche di SiC-α/β-SiAlON

  • Modulo di elasticità: 345 GPa
  • Durezza HV1: circa 17 GPa
  • Resistenza alla rottura: 5,5 MPam1/2

 

Caratteristiche di durezza-resistenza:
Un nucleo duro (1) è circondato da una superficie estremamente dura e resistente all'usura (2).

La classe di materiali dei SiAlON α/β è caratterizzata dalla combinazione esclusiva di una durezza persino superiore a quella del normale nitruro di silicio, associata allo stesso livello elevato di resistenza. La forma α del SiAlON è estremamente dura, mentre la fase β del SiAlON – come il normale nitruro di silicio – presenta un elevato livello di resistenza alla rottura. Le frazioni delle fasi α SiAlON, β SiAlON e della fase a bordo grano possono essere regolate in ampi intervalli: ciò rende possibile adattare le proprietà del materiale SiAlON α/β per soddisfare i requisiti di svariate applicazioni.

In particolari condizioni è persino possibile produrre un materiale a gradiente contenente una frazione maggiore di α SiAlON sulla superficie rispetto all'interno. CeramTec sfrutta tali proprietà per realizzare, ad esempio, svariati prodotti ceramici da taglio ad elevata resistenza all'usura, per applicazioni di truciolatura: il gradiente della frazione α del SiAlON conferisce alla superficie di un inserto indexabile una durezza superiore rispetto al nucleo, aumentando così sensibilmente la resistenza all'usura del materiale. La resistenza alla rottura della parte interna rimane elevata.

La durezza e la resistenza all'usura dei materiali in SiAlON α/β possono essere ulteriormente incrementate incorporando materiali duri come il carburo di silicio. Questa variante di materiale a base di nitruro di silicio e ossido di alluminio ha dato buoni risultati in componenti esposti a sollecitazione tribologica elevata, ad esempio nell'industria cartaria.

Prodotti realizzati nella miscela di nitruro di silicio e ossido di alluminio (SiAlON)

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