Zirkoniumkarbid
Eigenschaften
Chemische Formel: ZrC
Bezeichnung: Zirkoniumcarbid
CAS-Nr.: 12070-14-3
Molare Masse: 103,23 g/mol
Dichte: 6,73 g/cm³
Schmelzpunkt: ca. 3.530 °C
Siedepunkt: ca. 5.100 °C
Farbe: dunkelgrau bis schwarz
Form: feines Pulver oder dicht gesinterter Feststoff
Kristallstruktur: kubisch, NaCl-Typ
Mohshärte: 8-9
Vickers-Härte: ca. 25,5 GPa
Zirkoniumcarbid (ZrC) ist eine hochfeste Verbindung aus Zirkonium und Kohlenstoff und gehört zur Klasse der hochschmelzenden Übergangsmetallcarbide sowie der Ultra-High Temperature Ceramics (UHTC). Das Material wird als feines dunkelgraues bis schwarzes Pulver oder als dicht gesinterter Feststoff angeboten.
Mit einem Schmelzpunkt von etwa 3.530 °C und einem Siedepunkt von rund 5.100 °C besitzt Zirkoniumcarbid eine außergewöhnlich hohe thermische Belastbarkeit und eignet sich für Werkstoffsysteme, die extremen Temperaturen ausgesetzt sind.
ZrC kristallisiert in einer kubischen Steinsalzstruktur vom NaCl-Typ mit starken Zirkonium-Kohlenstoff-Bindungen. Der Werkstoff besitzt eine Mohshärte von 8 bis 9, eine Vickers-Härte von etwa 25,5 GPa, einen hohen Elastizitätsmodul sowie eine ausgezeichnete Abrasions- und Verschleißfestigkeit.
Im Gegensatz zu vielen klassischen Keramiken weist Zirkoniumcarbid metallähnliche Eigenschaften bei der Wärme- und elektrischen Leitfähigkeit auf und besitzt zugleich eine gute Thermoschockbeständigkeit. Das Material zeigt außerdem Beständigkeit gegenüber verschiedenen verdünnten Säuren, Metallschmelzen und anspruchsvollen Hochtemperaturmedien.
Bei erhöhten Temperaturen absorbiert ZrC Infrarotstrahlung besonders effektiv und reflektiert gleichzeitig einen erheblichen Anteil des sichtbaren Lichts. Diese optisch-thermischen Eigenschaften ermöglichen den Einsatz in funktionalen Beschichtungen, Wärmeschutzsystemen und Spezialfasern.
Die industrielle Herstellung erfolgt überwiegend durch carbothermische Reduktion von Zirkondioxid ZrO₂ mit Kohlenstoff in Elektrolichtbogen- oder Induktionsöfen bei Temperaturen oberhalb von etwa 1.800 °C.
Zirkonium und seine Verbindungen spielen insbesondere in der Luft- und Raumfahrt, Hartmetalltechnik, Nukleartechnik und bei funktionalen Beschichtungen eine wichtige Rolle. Möchten Sie Zirkoniumcarbid oder Zirkonium kaufen? Bei Auremo können Sie verfügbare Reinheiten, Korngrößen und Lieferbedingungen anfragen. Der Zirkonium Preis beziehungsweise der Preis für Zirkonium bezieht sich vor allem auf das Metall, während der Zirkoniumcarbid Preis von Reinheit, Korngröße, Lieferform und Bestellmenge abhängt.
Vorteile
• Extrem hoher Schmelzpunkt von etwa 3.530 °C
• Hohe thermische Belastbarkeit unter extremen Einsatzbedingungen
• Mohshärte von 8 bis 9
• Vickers-Härte von etwa 25,5 GPa
• Hohe Abrasions- und Verschleißfestigkeit
• Gute thermische und elektrische Leitfähigkeit
• Gute Thermoschockbeständigkeit
• Effiziente Absorption von Infrarotstrahlung
Anwendungsbereiche
• Ultra-High Temperature Ceramics (UHTC)
• Wärmeschutzmaterialien für Luft- und Raumfahrt
• Raketendüsen
• Auskleidungen von Brennkammern
• Schutzschichten für Hyperschallflugkörper
• Zusatzstoff in WC-Co-Hartmetallen
• Hochleistungs-Schneidwerkstoffe
• Beschichtungen für TRISO-Kernbrennstoffpartikel
• Hochtemperaturreaktoren
• Thermische Barriereschichten (TBC)
• Infrarot-absorbierende Funktionsbeschichtungen
• Wärmespeichernde und energiesparende Spezialfasern
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