Anwendungen von Hochleistungskeramik in der Chemie-, Kunststoff- und Gummibranche

Anwendungen von Hochleistungskeramik in der Öl- und Gasindustrie

Hochleistungskeramik hat sich zu einem unverzichtbaren Werkstoff in der gesamten Welt entwickelt. Chemie, Kunststoffeund Gummi Sektoren, dank ihrer außergewöhnlichen Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeitund Hochtemperaturstabilität. Von Reaktorauskleidungen in petrochemischen Anlagen zu keramikbeschichtete Walzen in Polymerverarbeitungsanlagen optimieren diese technischen Materialien die Langlebigkeit der Anlagen, verbessern die Prozesseffizienz und ermöglichen grüne Produktion.

Great Ceramic bietet präzisionsgefertigte Keramikkomponenten an, die speziell für die Chemie-, Kunststoff- und Gummiindustrie entwickelt wurden. Diese technischen Keramiken bieten unübertroffene Verschleißfestigkeit, thermische Stabilität, chemische Inertheit und elektrische Isolierung, was sie für Upstream-, Midstream- und Downstream-Anwendungen unverzichtbar macht.

Warum sollte man Hochleistungskeramik verwenden?

Hochleistungskeramik ist ein technisches Material, das sich durch hohe Reinheit, kontrollierte Mikrostrukturen und überlegene Eigenschaften im Vergleich zu herkömmlicher Keramik auszeichnet. Zu den wichtigsten Merkmalen gehören:

Viele Industriechemikalien sind hochkorrosiv und reagieren mit Metallen oder Polymeren. Hochleistungskeramik wie Aluminiumoxid (Al₂O₃), Siliziumkarbid (SiC) und Zirkoniumdioxid (ZrO₂) bieten eine hervorragende chemische Stabilität, selbst in starken Säuren, Laugen und Lösungsmitteln.

Bei Prozessen in der Chemie- und Gummiherstellung herrschen oft hohe Temperaturen von über 1000°C. Keramiken wie Siliziumnitrid (Si₃N₄) und Aluminiumnitrid (AlN) behalten ihre strukturelle Integrität bei hohen Temperaturen und übertreffen Metalle und technische Kunststoffe.

Viele Verarbeitungsschritte, wie Mischen, Extrudieren und Pumpen, führen zu abrasiven Bedingungen. Keramische Komponenten wie zum Beispiel Ventile, Dichtungen, Buchsenund Liner bieten unter diesen Bedingungen eine verlängerte Lebensdauer, was die Ausfallzeiten und den Wartungsaufwand erheblich reduziert.

In Umgebungen, in denen die elektrische Isolierung kritisch ist, Keramiken wie maschinell bearbeitbare Glaskeramik (MGC) und Bornitrid (BN) bieten sowohl thermische als auch elektrische Isolierung, schützen die Geräte und gewährleisten die Betriebssicherheit.

Diese Eigenschaften machen Hochleistungskeramik unentbehrlich in Bereichen, in denen Metalle oder Polymere versagen - insbesondere in korrosiven, abrasiven oder Hochtemperaturumgebungen.

profitieren:

  • Hohe Temperaturtoleranz (bis zu 1.600 °C)

  • Chemische Beständigkeit gegen Säuren, Laugen und Lösungsmittel
  • Außergewöhnliche Härte und Verschleißfestigkeit für eine längere Lebensdauer der Geräte
  • Geringe Wärmeausdehnung und hohe Temperaturwechselbeständigkeit
  • Elektrische Isolierung oder Halbleiterverhalten für Sensoren

Wichtige Anwendungen

In der chemischen Industrie

  • Herausforderung: Reaktoren und Destillationskolonnen sind in stark sauren und alkalischen Umgebungen anfällig für Korrosion.
  • Lösung: Die Verwendung von Auskleidungen aus Aluminiumoxid-Keramik oder Siliziumnitrid-Beschichtungen kann die Lebensdauer um das 5-10-fache verlängern.
  • Beispiel: Ein Chemiewerk ersetzte seine Reaktorauskleidung durch Al₂O₃-Keramik aus rostfreiem Stahl und verlängerte dadurch die Stillstands- und Wartungsintervalle der Anlagen von 6 auf 18 Monate, was die Betriebs- und Wartungskosten erheblich senkte.

  • Herausforderung: Herkömmliche Metalldichtungen verschleißen bei hohen Temperaturen, hohem Druck und korrosiven Umgebungen schnell.
  • Die Lösung: Keramikdichtungen aus Aluminiumnitrid (AlN) bieten eine hohe Temperaturbeständigkeit (bis zu 1.400 °C) und chemische Beständigkeit.
  • Vorteile: Stabile Dichtungsleistung, geringeres Leckagerisiko und verbesserte Produktionssicherheit.

  • Anwendung: Keramische Sensorsonden für chemische Online-Überwachungsgeräte bieten die doppelten Vorteile von Hochtemperaturisolierung und chemischer Beständigkeit, wodurch sie für die intelligente Fertigung und Industrie 4.0 geeignet sind.

in der Kunststoffindustrie

  • Die Herausforderung: Hochviskose Kunststoffe erzeugen eine hohe Reibung zwischen Schnecke und Zylinder, was leicht zu Verschleiß und Stillstand der Produktionslinie führen kann.
  • Die Lösung: Das Aufsprühen einer keramischen Beschichtung aus Siliziumkarbid (SiC) oder Borkarbid (B₄C) auf die Innenwand des Schneckenzylinders verringert die Reibung und verlängert die Lebensdauer der Anlage.
  • Ergebnis: Der Schneckenverschleiß wird um 60% reduziert, und die Kosten für die routinemäßige Wartung werden um 40% gesenkt.

  • Der Vorteil: Die Verwendung von Siliziumnitrid-Keramikformen mit ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit und Verschleißfestigkeit verbessert die Oberflächenqualität von Kunststoffteilen und die Produktionsstabilität erheblich.
  • Fallstudie: Ein Hersteller von Kfz-Innenausstattungsteilen führte Si₃N₄-Keramikformen ein und erreichte eine Reduzierung der Zykluszeit um 15% und einen Rückgang der Fehlerquote um 30%.

  • Anforderung: Präzise Temperaturregelung und schnelle Reaktion.
  • Die Lösung: Keramik-Heizstäbe aus Aluminiumnitrid (AlN) bieten eine hohe Wärmeleitfähigkeit (>140 W/m-K) und eine hervorragende elektrische Isolierung, die einen schnellen Temperaturanstieg und eine stabile Temperaturregelung ermöglichen.

in der Gummiindustrie

  • Szenario: Im Erdöl- und Erdgastransport sind Dichtungen hohem Druck und chemischer Korrosion ausgesetzt.
  • Die Lösung: Keramik-Elastomer-Verbunddichtungen nutzen die Härte der Keramikoberfläche und die Korrosionsbeständigkeit, um die Lebensdauer der Dichtung um das 2-3fache zu verlängern.

  • Anforderung: Beständigkeit gegen Korrosion und Verschleiß durch Vulkanisiermittel während der Hochtemperaturvulkanisation.
  • Lösung: Auskleidungen aus Siliziumnitrid (Si₃N₄) oder Siliziumkarbid (SiC) verbessern die Verschleißfestigkeit und die Antihafteigenschaften und sorgen für eine gleichbleibende Produktqualität.

  • Vorteile: SiC-Keramikwalzen bieten eine hohe Oberflächenhärte und eine ausgezeichnete Verschleißfestigkeit, wodurch sie sich für hochintensives Mischen eignen und die Stillstandszeiten für den Walzenwechsel reduzieren.
  • Fallstudie: Nach der Umrüstung auf Keramikwalzen konnte eine Fabrik für Gummiprodukte ihre Produktionskapazität um 20% steigern und die Wartungsintervalle von 20 Tagen auf 60 Tage reduzieren.

Am häufigsten verwendete keramische Materialien

Wir von Great Ceramic helfen unseren Kunden in der Chemie-, Kunststoff- und Gummiindustrie, durch den Einsatz von Hochleistungskeramik wie Aluminiumoxid (Al₂O₃), Siliziumkarbid (SiC), Siliziumnitrid (Si₃N₄) und zirkoniumoxidverstärktem Aluminiumoxid (ZTA20) ein noch nie dagewesenes Maß an Leistung, Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit zu erreichen.

Keramisches Material Eigenschaften und Vorteile Typische Anwendungen
Tonerde (Al₂O₃) Hohe Härte, gute chemische Beständigkeit, kostengünstig Dichtungen, Buchsen, Führungen, Ventile
Zirkoniumdioxid (ZrO₂) Widerstandsfähig, verschleißfest, korrosionsbeständig Pumpenwellen, Plunger, Mahlkörper
Siliziumkarbid (SiC) Extreme Härte, Temperaturwechselbeständigkeit, hervorragende Korrosionsbeständigkeit Düsen, Reaktorauskleidungen, Extrusionswerkzeuge
Siliziumnitrid (Si₃N₄) Geringes Gewicht, hohe Festigkeit, Temperaturwechselbeständigkeit Lager, Mischer, Komponenten für Hochtemperaturventile
Aluminiumnitrid (AlN) Hohe Wärmeleitfähigkeit, elektrische Isolierung Hochtemperatur-Elektronik, Heizgeräte, Prozessüberwachungsgeräte
Bornitrid (BN) Chemisch inert, ausgezeichnete Schmierfähigkeit und Isolierung Schmierbeschichtungen, Isolatoren, Schmelztiegel
ZTA (Zirconiumdioxid gehärtetes Aluminiumoxid) Ausgewogene Zähigkeit und Härte Schneideinsätze, Führungen, Verschleißplatten
MGC (maschinell bearbeitbare Glaskeramik) Leicht bearbeitbar, gute thermische/elektrische Isolierung Isolierkomponenten, Abstandshalter, kundenspezifische Laborteile

Die Fähigkeiten von Great Ceramic

Great Ceramic liefert kundenspezifische Präzisionskeramikteile, die für anspruchsvolle chemische und kunststoffverarbeitende Umgebungen maßgeschneidert sind. Von Zirkoniumdioxid-Kolben über Aluminiumoxid-Düsen bis hin zu verschleißfesten Auskleidungen aus Siliziumkarbid - unsere Materialien und Fertigungskapazitäten gewährleisten Langlebigkeit, Präzision und Leistung.

  • Unterstützung bei der Materialauswahl: Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid, Siliziumnitrid, Aluminiumnitrid, SiC, ZTA, BN, MGC und mehr
  • Kundenspezifisches Komponentendesign: Auf der Grundlage von Zeichnungen, 3D-Modellen oder Anwendungsanforderungen des Kunden
  • Fortgeschrittene maschinelle Bearbeitung: CNC-Schleifen, Polieren, Bohren, Schlitzen und Oberflächenbehandlung
  • Enge Toleranzen: Präzision bis zu ±0,001 mm
  • Prototyping und Kleinserienproduktion: Schnelle Lieferung für Entwicklung und Tests
  • Oberflächenmetallisierung und Hartlöten: Für Keramik-Metall-Verbindungen
  • Vorbereitung des Substrats: AlN- und Aluminiumoxid-Keramikplatten mit Laserschneiden und Metallisierung

Einschlägige Produkte

Rapid Ceramic Prototyping

Rapid Ceramic Prototyping

Unterstützung bei Anwendung und Design

Unterstützung bei Anwendung und Design

Lösungen für die Präzisionskeramikbearbeitung

Bearbeitung von Sonderteilen

Hochleistungskeramische Werkstoffe - Technische Keramik

Fortschrittliche keramische Materialien

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Siliziumkarbid (SSiC) und Aluminiumoxid sind hochgradig säure- und laugenbeständig und eignen sich daher ideal für Anwendungen in der chemischen Industrie.

Ja. Matrizen, Schnecken und Zylinder aus Keramik bieten eine hervorragende Verschleißfestigkeit und Dimensionsstabilität, insbesondere bei der Verarbeitung von abrasiven oder Hochtemperatur-Polymeren.

Im Vergleich zu Metallteilen können keramische Komponenten 5-10 mal länger halten, insbesondere unter korrosiven oder abrasiven Bedingungen.

Ja. Mit Präzisionskeramikbearbeitung Techniken können wir komplexe Teile mit engen Toleranzen aus Aluminiumoxid, Zirkoniumdioxid, MGC und anderen Materialien herstellen.

Keramische Komponenten auf der Basis von Materialien wie Aluminiumoxid und Siliziumnitrid können über einen längeren Zeitraum bei Temperaturen von über 1.200 °C und in stark sauren und alkalischen Umgebungen betrieben werden, wodurch sich die Wartungsintervalle erheblich verlängern.

SiC- und AlN-Keramiken haben eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit und gewährleisten Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit bei gleichzeitiger Beibehaltung oder Verbesserung der Wärmeaustauschleistung.

Trotz höherer Stückkosten bieten sie eine 2-5 mal längere Lebensdauer, niedrigere Gesamtbetriebskosten und eine deutlich bessere langfristige Wirtschaftlichkeit als Metall.

Große Keramik

Warum Great Ceramic für Anwendungen wählen?

  • Jahrzehntelange Erfahrung in der keramischen Präzisionsbearbeitung
  • Moderne Materialien wie ZTA20, MGC, SSIC und andere
  • Eigene Kapazitäten für Oberflächenmetallisierung und Keramik-Metall-Löten
  • Starke F&E-Unterstützung für kundenspezifische Lösungen
  • Nachgewiesene Erfolgsbilanz bei Anwendungen in rauen Umgebungen

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