Zirkoniumdiborid

Eigenschaften

Chemische Formel: ZrB₂
Bezeichnung: Zirkoniumdiborid
CAS-Nr.: 12045-64-6
Molare Masse: 112,84 g/mol
Dichte: 6,08 g/cm³
Schmelzpunkt: ca. 3.245 °C
Farbe: dunkelgrau bis schwarz
Form: feines Pulver oder dicht gesinterter Formkörper
Kristallstruktur: hexagonal, AlB₂-Typ
Vickers-Härte: über 22 GPa
Wärmeleitfähigkeit: ca. 60-100 W/(m·K)
Elektrische Leitfähigkeit: ca. 10⁷ S/m

Zirkoniumdiborid (ZrB₂) ist eine hochfeste Verbindung aus Zirkonium und Bor und gehört zur Werkstoffklasse der Ultra-High Temperature Ceramics (UHTC). Das Material wird als feines dunkelgraues bis schwarzes Pulver oder als dicht gesinterter Formkörper angeboten. Mit einem Schmelzpunkt von etwa 3.245 °C besitzt Zirkoniumdiborid eine außergewöhnlich hohe thermische Belastbarkeit.

ZrB₂ kristallisiert in einer hexagonalen Struktur vom AlB₂-Typ, die durch starke B-B- und Zr-B-Bindungen geprägt ist. Daraus resultieren eine Vickers-Härte von über 22 GPa, ein hoher Elastizitätsmodul sowie eine ausgezeichnete Abrasions- und Verschleißfestigkeit.

Im Gegensatz zu vielen klassischen Keramiken kombiniert Zirkoniumdiborid eine hohe elektrische Leitfähigkeit mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit. Die elektrische Leitfähigkeit von etwa 10⁷ S/m ermöglicht die Bearbeitung keramischer Bauteile mittels Funkenerosion beziehungsweise EDM. Gleichzeitig unterstützt eine Wärmeleitfähigkeit von ungefähr 60-100 W/(m·K) die effiziente Wärmeableitung bei Hochtemperaturanwendungen.

Zirkoniumdiborid besitzt zudem eine hohe Beständigkeit gegenüber geschmolzenen Metallen, Schlacken und nicht oxidierenden Säuren. Die Kombination aus thermischer Stabilität, Härte, Leitfähigkeit und Verschleißfestigkeit macht das Material für besonders anspruchsvolle keramische und metallurgische Anwendungen interessant.

Die industrielle Herstellung erfolgt durch hochtemperaturbasierte borothermische oder carbothermische Reduktionsverfahren unter Verwendung von Zirkonium- und Borverbindungen, darunter Zirkondioxid, borhaltige Ausgangsstoffe und Kohlenstoff. Die Reaktionen werden typischerweise bei Temperaturen oberhalb von etwa 1.800 °C durchgeführt.

Zirkonium und seine Verbindungen spielen insbesondere in der Luft- und Raumfahrt, Sondermetallurgie, Schneidkeramik, Elektronik und Hochtemperaturtechnik eine wichtige Rolle. Möchten Sie Zirkoniumdiborid oder Zirkonium kaufen? Bei Auremo können Sie verfügbare Reinheiten, Lieferformen und Lieferbedingungen anfragen. Der Zirkonium Preis beziehungsweise der Preis für Zirkonium bezieht sich vor allem auf das Metall, während der Zirkoniumdiborid Preis von Reinheit, Korngröße, Lieferform und Bestellmenge abhängt.

Vorteile

• Extrem hoher Schmelzpunkt von etwa 3.245 °C
• Hohe Gefügestabilität unter extremen thermischen Belastungen
• Elektrische Leitfähigkeit ermöglicht EDM-Bearbeitung
• Hohe Wärmeleitfähigkeit im Vergleich zu vielen keramischen Werkstoffen
• Vickers-Härte von über 22 GPa
• Hohe Abrasions- und Verschleißfestigkeit
• Beständigkeit gegenüber geschmolzenen Metallen und Schlacken
• Geeignet für Ultra-High-Temperature-Ceramic-Systeme

Anwendungsbereiche

• Thermischer Schutz in der Luft- und Raumfahrt
• Nasenkappen und Flügelvorderkanten von Hyperschallflugkörpern
• Raketendüsen
• Schmelztiegel für Metallverarbeitung
• Thermoelement-Schutzrohre
• Tauchrohre und metallurgische Düsen
• ZrB₂-SiC-Verbundwerkstoffe
• Hochleistungs-Schneidwerkzeuge
• Verschleißfeste Schutzkomponenten
• Elektrische Kontaktmaterialien
• Verdampferschiffchen für Vakuumbeschichtungen
• Hochtemperatur-Anwendungen in der Nukleartechnik

Auremo bietet Zirkoniumdiborid und weitere Hochtemperatur-Keramikwerkstoffe für industrielle, wissenschaftliche und technologische Anwendungen an. Bei Fragen zu Reinheit, Korngröße, Lieferform oder Lieferbedingungen sprechen Sie uns direkt an.