Wärmeleitfähigkeit
Die Wärmeleitfähigkeit bei Keramik ist ein Maß dafür, wie leicht Wärme durch ein Material übertragen wird. In den meisten Fällen dient sie dazu, Wärme von einem heißen Bereich wegzuleiten, z. B. nimmt die Leistung einer LED ab, wenn sie nicht ausreichend gekühlt wird, aber sie benötigt auch eine elektrische Isolierung, weshalb Keramik verwendet wird.
Es gibt einen wachsenden Fachmarkt für die Verwendung von Hochleistungskeramik in Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Wärmeleitfähigkeit. Oxidkeramik kostet weniger und ist daher als Basismaterial am weitesten verbreitet. Die meisten Materialien sind jedoch auf 26-30 W/M/K begrenzt, was im Vergleich zu den beiden gebräuchlichsten Metallen mit hoher Wärmeleitfähigkeit – Kupfer mit etwa 385 W/M/K und Aluminium mit 150-185 W/M/K – eine große Diskrepanz darstellt.
Materialien nach Wärmeleitfähigkeit
Aluminiumnitrid (AlN) bietet die höchste Wärmeleitfähigkeit, aber das Niveau hängt von der Güteklasse ab. Precision Ceramics PCAN 3000 liegt mit 230 W/M/K an der Spitze. Der Industriestandard liegt in der Regel bei 170-180 W/M/K, mit schwächeren Werten bis zu 150 W/M/K. Die Wärmeleitfähigkeit von Bornitrid liegt bei etwa 120 W/M/K und die von Shapal Hi M soft bei 93 W/M/K.
Das Management der Wärmeleitfähigkeit hängt von vielen Faktoren ab, von der Betriebstemperatur und den Anwendungen über die Anzahl der verschiedenen Materialien, die an den Schnittstellen Verluste verursachen, bis hin zur passiven oder aktiven Kühlung.
Sortiert nach hoher Wärmeleitfähigkeit
Aluminiumnitrid (AlN) - CeramAlum™
230 W/mK
PCAN3000 ist eine unserer optimierten Aluminiumnitridsorten, die alle mechanischen Eigenschaften von PCAN1000 bietet und zusätzlich eine Wärmeleitfähigkeit von 230 W/(m.K) aufweist.
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Aluminiumnitrid (AlN) - CeramAlum™ PCAN2000 / 4000
200 W/mK
PCAN2000 und PCAN 4000 sind beides verbesserte Qualitäten von Aluminiumnitrid, die alle mechanischen Eigenschaften von PCAN1000 bieten, mit dem zusätzlichen Vorteil einer Wärmeleitfähigkeit von 200 W/(m.K) für beide Qualitäten.
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Aluminiumnitrid (AlN) - CeramAlum™ PCAN1000
170 W/mK
PCAN1000 ist unser hochreines Standard-Aluminiumnitrid mit einer Wärmeleitfähigkeit von 170 W/(m.K). Dieses Material hat die gleiche thermische Leistungsfähigkeit wie unser Trägermaterial, bietet aber die Möglichkeit, größere Stücke in Länge und Breite und in Dicken bis zu 30 mm herzustellen.
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Sortiert nach niedriger Wärmeleitfähigkeit
Macor® - Bearbeitbare Glaskeramik
1,46 W/mK
Macor ist eine hybride Glaskeramik mit der Vielseitigkeit eines Hochleistungspolymers, der Bearbeitbarkeit eines Metalls und der Leistungsfähigkeit einer modernen Hochleistungskeramik. Das Material ist sehr dicht und für UHV-Anwendungen geeignet.
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Zirconia (ZrO2) - CeramaZirc™ 3YZ
2 W/mK
Ein hochreines Material, das eine hohe Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Flexibilität bietet, die weit über die der meisten anderen Hochleistungskeramiken hinausgeht.
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Zirkonia (ZrO2) - CeramaZirc™ Ultra Tough
3 W/mK
CeramaZirc Ultra Tough ist ein fortschrittliches keramisches Kompositmaterial auf der Basis von teilstabilisiertem Zirkonia und Alumina-Plättchen.
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Vergleichstabelle für Keramik Materialien
Ähnliche Eigenschaften
Maximale Temperatur
Hochleistungskeramik ist bekannt für ihre hitzebeständigen Eigenschaften, bei denen sie erst bei Temperaturen um 2000℃ zu schmelzen beginnt. Im Vergleich zu herkömmlichen keramischen Materialien wie Kacheln oder Ziegeln beginnen sie bei Temperaturen um 650℃ zu schmelzen.
Thermische Ausdehnung
Hochleistungskeramik hat im Allgemeinen einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der angibt, wie sehr sich ein Material bei einem Temperaturanstieg ausdehnt. Wenn die meisten Materialien erhitzt werden, dehnen sie sich aufgrund ihrer atomaren Struktur aus. Aufgrund der atomaren Zusammensetzung von Keramik sind sie in der Lage, über einen größeren Temperaturbereich hinweg stabil zu bleiben.