Macor ® – Bearbeitbare Glaskeramik

Die maschinell bearbeitbare Glaskeramik von Macor hat die Vielseitigkeit eines Hochleistungspolymers, die Bearbeitbarkeit eines Metalls und die Leistungsfähigkeit einer technischen Hochleistungskeramik. Es ist eine Hybrid-Glaskeramik und bietet eine einzigartige Kombination der Eigenschaften beider Materialgruppen. Macor ist ein ausgezeichneter elektrischer und thermischer Isolator und bietet eine gute Leistung bei hohen Temperaturen, im Vakuum und in korrosiven Umgebungen.

Einer der Hauptvorteile von Macor ist, dass es mit herkömmlichen Werkzeugen für die Metallbearbeitung gefertigt werden kann. Dies ermöglicht im Vergleich zu anderen technischen Keramiken deutlich schnellere Durchlaufzeiten und wesentlich niedrigere Produktionskosten, was es zu einem ausgezeichneten Material sowohl für die Herstellung von Prototypen als auch für mittelgroße Serien macht.

Vorteile

  • Kann mit normalen Metallbearbeitungswerkzeugen gefertigt werden
  • Stark und stabil; im Gegensatz zu Hochtemperatur-Kunststoffen kann sich Macor nicht verformen oder deformieren.
  • Geringe Wärmeleitfähigkeit; nützlicher Hochtemperatur-Isolator
  • Elektrischer Isolator, insbesondere bei hohen Temperaturen
  • Hervorragend geeignet für hohe Spannungen und ein breites Spektrum an Frequenzen
  • Muss nach der Bearbeitung nicht gebrannt werden
  • Dauerbetriebstemperatur von 800°C; Spitzentemperatur von 1000°C
  • Keine Porosität
  • Keine Ausgasung in einer Vakuumumgebung
  • Sehr geringe Bearbeitungstoleranzen von bis zu 0.0005in (0.013mm)
  • Ausgezeichnete Formstabilität in einer Vielzahl von Umgebungen (Hitze, Strahlung, etc.)
  • Strahlungsfest
  • Der Wärmeausdehnungskoeffizient entspricht dem der meisten Metalle und Dichtungsgläser

Anwendungen

  • Präzisions-Spulenkörper (hochpräzise und maßhaltig)
  • Hochspannungsisolatoren (glatte Oberfläche und unempfindlich gegen Lichtbogenbildung)
  • Abstandshalter, Hohlräume und Reflektoren in Laseranlagen ( präzise Ausführung und hitzebeständig)
  • Wärmebrücken in Hochtemperatur-Verarbeitungsanlagen
  • Spulenträger und Vakuumdurchführungen (vakuumfest und hermetisch verschließbar)
  • Sicherungsringe an Scharnieren, Fenstern und Türen des Space Shuttle der NASA
  • Halterungen und Komponenten in verschiedenen satellitengestützten Systemen (thermisch und elektronisch isolierend)
  • Vorrichtungen und Referenzblöcke in Stromerzeugungsanlagen (in ihren Abmessungen von der Strahlung unbeeinflusst)

Macor Material Eigenschaften

Mechanische Eigenschaften

Die maschinell bearbeitbare Glaskeramik von Macor ist stark und stabil. Es hat keine Porosität und kann bis zu einer Glätte von 0,5µin poliert werden.

EigenschaftEinheitenMacor
Dichteg/cm32.52
ElastizitätsmodulGPa66.9
Poissonsche Konstante0.29
Festigkeit KeramikMPa345
Biegefestigkeit @ 25°CMPa94
Bruchfestigkeit KIcMPa m1/21.53
SchermodusGPa25.5
HärteGPa2.3

Wärmetechnische Eigenschaften

Macor verformt sich nicht wie Hochtemperaturkunststoffe. Es hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit, was es zu einem nützlichen Isolator für hohe Temperaturen macht. Macor hat eine ausgezeichnete Formbeständigkeit in einer Vielzahl von Umgebungen (Hitze, Strahlung, etc.). Sein Ausdehnungskoeffizient entspricht dem der meisten Metalle und Dichtungsgläser.

EigenschaftEinheitenMacor
Maximale Temperatur (oxidierend)°C800
Maximale Temperatur (inert)°C1000
Wärmeleitfähigkeit @ 25°CW/mK1.46
Spezifische WärmekJ/kg°C0.79
CTE1 25°C ➞ -100°C10-7/C81
CTE1 25°C ➞ 300°C10-7/C90
CTE1 25°C ➞ 600°C10-7/C112
CTE1 25°C ➞ 800°C10-7/C123

1 Der Wärmeausdehnungskoeffizient (WAK) beschreibt, wie sich die Größe eines Objekts bei einer Temperaturänderung ändert.

Elektrische Eigenschaften

Die maschinell bearbeitbare Glaskeramik von Macor ist ein guter elektrischer Isolator, insbesondere bei hohen Temperaturen. Er eignet sich hervorragend für hohe Spannungen und ein breites Spektrum an Frequenzen. Es ist außerdem strahlungsbeständig.

EigenschaftEinheitenMacor
Spezifischer Widerstand @ 25°COhm-cm1014
Dielektrizitätskonstante1 kHz6.01
Dielektrizitätskonstante8.5 GHz5.64
Verlust-Tangente1 kHz0.0040
Verlust-Tangente8.5 GHz0.0025
Dielektrische Stärke (AC) durchschnittlich 25°C, 12 mm DickekV/mm9.4
Dielektrische Stärke (DC) durchschnittlich 25°C, 12 mm DickekV/mm62.4
Volumenwiderstand @25°COhm-cm1017

Haftungsausschluss: Die angegebenen Werte sind Mittelwerte und typisch für die Ergebnisse von Testproben. Sie dienen lediglich als Anhaltspunkt für die Gestaltung von Keramikkomponenten und stellen in keiner Weise eine Garantie dar. Die tatsächlichen Werte können je nach Form und Größe der geplanten Komponente variieren.

Datenblatt

Macor Brand Image

Macor

Bearbeitbare Glaskeramik

Macor Zerspanung

Macor ist eine der wenigen Keramiken, die mit normalen Metallbearbeitungswerkzeugen gefertigt werden können. Die Bearbeitung von Macor erfordert zwar eine gewisse Einarbeitungszeit, ist aber für jemanden mit den richtigen Fähigkeiten und Geduld zweifellos machbar. Die Eigenschaften von Macor bei der Bearbeitung unterscheiden sich stark von denen von Metallen und Kunststoffen. Wir empfehlen Ihnen daher, sich etwas Zeit zu nehmen, um das Bohren, Drehen und Fräsen von Macor zu üben, bevor Sie versuchen, Ihr eigenes Bauteil herzustellen, um zu verstehen, wie es sich verhält. Im Gegensatz zu Kunststoffen und Metallen verformen sich Keramiken nicht. Das bedeutet, dass Sie bei der Verarbeitung von Macor sehr vorsichtig mit Abplatzungen sein müssen.

Precision Ceramics USA ist Ihr Spezialist für maschinell bearbeitbare Glaskeramik von Macor für Ihren Bedarf an technischen Keramikprototypen und deren Fertigung. Mit unserer langjährigen Erfahrung im Bereich Hochleistungskeramik beraten wir Sie gerne zu Materialien, Design und Anwendung. Wenn Sie Macor-Platten, -Stangen, -Rohre oder maßgefertigte Komponenten kaufen möchten, kontaktieren Sie uns bitte und einer unserer Experten wird Ihnen gerne weiterhelfen.

Macor Herstellungsprozess

Dieses neueste Werbevideo von Corning zeigt den komplexen Herstellungsprozess von Macor bis hin zur Endanwendung.

Häufig gestellte Fragen

  • Was ist der Unterschied zwischen Macor und Shapal?

    Shapal Hi M Soft und Macor Glaskeramik werden oft miteinander verglichen, da es sich bei beiden um maschinell bearbeitbare Keramiken handelt. Diese beiden Materialien haben jedoch deutlich unterschiedliche mechanische und thermische Eigenschaften. Die folgenden Faktoren sollten Sie bei der Wahl zwischen Macor und Shapal berücksichtigen.

    Wärmeleitfähigkeit

    Shapal Hi M ist ein thermischer Leiter mit 90 W/(m K), Macor ist ein thermischer Isolator mit einer Wärmeleitfähigkeit von 1,46 W/(m K)

    Thermischer Zyklus

    Shapal ist nicht anfällig für Temperaturschocks, während Macor anfällig für Temperaturschocks ist – wenn die Komponenten schnelle Aufheiz- und Abkühlzyklen haben, ist Shapal die bessere Wahl.

    Maximale Temperatur

    Shapal hat eine viel höhere maximale Einsatztemperatur von 1900C (in einer inerten Atmosphäre) und 1000C (in Luft).

    Festigkeit

    Shapal bietet im Vergleich zu Macor eine bessere Biegefestigkeit (300 zu 94 MPa) und eine bessere Druckfestigkeit (1200 zu 345 MPa).

    Kosten

    Macor ist ein preiswerteres Material als Shapal Hi M Soft. Wenn es anstelle von Shapal verwendet werden kann, lassen sich in der Regel erhebliche Kosteneinsparungen erzielen.

  • Was ist der Unterschied zwischen Macor und Aluminiumoxid?

    Aluminiumoxid ist aufgrund seiner vielseitigen Eigenschaften eine sehr häufig verwendete technische Keramik. Da es sich jedoch um ein so hartes Material handelt, ist oft ein aufwendiges Diamantschleifen erforderlich, was die Herstellung kleiner Mengen kostspielig macht. Die maschinell bearbeitbare Glaskeramik Macor ist oft eine Alternative, mit der sich die Produktionskosten erheblich senken lassen. Im Folgenden finden Sie einige Faktoren, die Sie bei der Wahl zwischen Macor und Alumina berücksichtigen sollten.

    Thermischer Zyklus

    Macor ist anfällig für Temperaturschocks – wenn Sie schnelle Aufheiz- und Abkühlzyklen haben, ist Macor möglicherweise nicht geeignet. Shapal könnte eine sinnvolle Alternative sein.

    Maximale Temperatur

    Macor hat eine maximale Einsatztemperatur von 1000C (unbelastet) und 800C (belastet); Aluminiumoxid bietet eine höhere Temperaturbeständigkeit.

    Verschleißfestigkeit

    Die gleiche Eigenschaft, die Macor maschinell bearbeitbar macht, bedeutet, dass es im Vergleich zu Aluminiumoxid eine relativ geringe Verschleißfestigkeit aufweist.

    Kosten

    Bei kleineren Mengen ist Macor oft deutlich preiswerter als Aluminiumoxid-Komponenten.

  • Aus was besteht Macor?

    Macor ist ein Verbundwerkstoff aus Fluorophlogopit (einer Glimmerart) in einer Borsilikatglasmatrix (wie sie in Reagenzgläsern und Pyrex® verwendet wird) in einem Verhältnis von 45/55. Die zufällig angeordnete Mikrokristallstruktur ermöglicht es den Werkzeugen, mikrometergroße Teile abzutragen, ohne dass es zu Rissen und Brüchen kommt, was zu sehr geringen Toleranzen führt. Macor besteht aus:

    • 46% Kieselerde (SiO2)
    • 17% Magnesiumoxid (MgO)
    • 16% Aluminiumoxid (Al2O3)
    • 10% Kalium (K2O)
    • 7% Bor (B2O3)
    • 4% Fluor (F)
  • Welche Faktoren sollte ich bei der Verwendung von Macor beachten?

    Macor ist empfindlich gegenüber Halogensäuren wie z.B. HCl (Salzsäure), allerdings kommt es nicht zu einem plötzlichen Ausfall oder einer rapiden Beeinträchtigung. Tests haben gezeigt, dass eine 2,52 Gramm schwere Probe von Macor, die Salzsäure mit einem pH-Wert von 0,1 ausgesetzt war, innerhalb von 24 Stunden 100 mg oder 3,96% verlor. Bei der Einwirkung von Natronlauge mit einem pH-Wert von 13,2 verlor es innerhalb von sechs Stunden 0,396%. Es ist an der Luft bis 1000°C und im Vakuum bis 600°C beständig. Bei mehr als 600°C (im Vakuum) kommt es zu einer Entwicklung von Fluor, die sich als Bor-Trifluorid oder Fluorwasserstoffsäure manifestiert.

    Die gängigste Größe von Macor ist 12,5″ x 12,5″ x 2,125″ (317 x 317 x 54mm).

  • Kann Macor verbunden werden?

    Macor kann mit einer Vielzahl von Methoden verbunden und zusammengefügt werden. Wenn es metallisiert ist (Metalltinten oder Sputtern), kann es gelötet oder mit anderen Teilen verbunden werden, oder es kann an Metallteile gebunden werden, wie z.B. Titan in der Abbildung rechts. Epoxy sorgt für eine starke Naht und Dichtungsglas für eine hermetische Abdichtung. Macor kann sogar mit einer konventionellen mechanischen Verbindung geläppt und verbunden werden. Mit seinen bemerkenswert engen Bearbeitungstoleranzen von bis zu 0,0005 Zoll (0,013 mm) ist das Verbinden eine einfache und mühelose Aufgabe. Sein Ausdehnungskoeffizient entspricht dem der meisten Metalle und Dichtungsgläser. Bei entsprechender Politur kann es eine Oberflächengüte von weniger als 20 μ Zoll, oder 0,5 μ Meter haben.

  • Ist Macor gut für das Prototyping geeignet?

    Die maschinell bearbeitbare Glaskeramik Macor ist ein unglaublich vielseitiges Material, das schnell zu sehr komplexen Formen verarbeitet werden kann. Aufgrund seiner ausgezeichneten Bearbeitbarkeit ermöglicht Macor die schnelle Herstellung von Keramik-Prototypen, wobei viele verschiedene Iterationen in kurzer Zeit hergestellt werden können.

  • Wofür wird die maschinell bearbeitbare Glaskeramik Macor verwendet?

    Die maschinell bearbeitbare Glaskeramik von Macor wurde ursprünglich für das Space Shuttle der NASA entwickelt, um eine Wärmeübertragung von der Außenseite ins Innere des Fahrzeugs zu verhindern. Es wurde wegen seiner elektrischen und wärmeisolierenden Eigenschaften, seiner Strahlungsbeständigkeit und seiner Nichtporosität in den Fensterrahmen des Space Shuttles verwendet (es hat eine Porosität von Null); und weil es keine (giftigen oder anderen) Dämpfe abgibt, vor allem nicht bei den niedrigeren Druckverhältnissen, die in Raumschiffen herrschen. Macor ist ein ausgezeichnetes Material für Hochvakuumanwendungen, wie z.B. die Elektronenmikroskopie, da es, wenn es richtig ausgeheizt ist, bei keinem erreichbaren Vakuum ausgasen kann.

    Elektronik / Halbleiter

    • Präzisions-Spulenkörper (hochpräzise und maßhaltig)
    • Hochspannungsisolatoren (glatte Oberfläche und unempfindlich gegen Lichtbogenbildung)

    Laser-Anwendungen

    • Abstandshalter, Hohlräume und Reflektoren in Laseranlagen ( präzise Ausführung und hitzebeständig)

    Hochvakuum-Anwendungen

    • Thermische Brüche in Hochtemperatur-Verarbeitungsgeräten.
    • Spulenträger und Vakuumdurchführungen (vakuumfest und hermetisch verschließbar)

    Luft- und Raumfahrt / Weltraumindustrie

    • Sicherungsringe an Scharnieren, Fenstern und Türen des Space Shuttle der NASA
    • Halterungen und Komponenten in verschiedenen satellitengestützten Systemen (thermisch und elektronisch isolierend)

    Nuklearindustrie

    • Vorrichtungen und Referenzblöcke in Stromerzeugungsanlagen (in ihren Abmessungen von der Strahlung unbeeinflusst)
  • Wie groß ist die maximale Größe von Macor, die ich kaufen kann?

    300 mm x 300 mm x 55 mm ist die Maximalgröße und wir können auf Anfrage jede kleinere Größe oder Form anbieten. Wir haben auch viele Standardgrößen von Macor Stangen, Stäben und Tafeln für eine schnelle Lieferung auf Lager. Wir beraten Sie gerne über die Lieferung vollständig bearbeiteter Komponenten, die wir in unserem eigenen Werk herstellen. Bei einigen Verwendungen kann eine Dicke von bis zu 60 mm möglich sein.

  • Was ist die maximale Temperatur für die Verwendung von Macor?

    Macor beginnt bei 1.000°C weich zu werden, daher empfehlen wir für den Dauereinsatz eine maximale Temperatur von 850’C. Wir verfügen über andere Keramiken, die bei über 2.000°C belastet werden können.