Gidsen / Materialen
SiC of Si3N4? Stijfheid en slijtvastheid tegenover taaiheid en thermische schok
27 april 2026
Deze twee worden met elkaar vergeleken omdat beide qua prestaties en prijs boven aluminiumoxide staan. Ze zijn niet uitwisselbaar. De ene wordt gekozen om hardheid, stijfheid en warmteoverdracht. De andere wordt gekozen omdat hij niet scheurt.
Naast elkaar
| Siliciumcarbide (SSiC) | Siliciumnitride (Si3N4) | |
|---|---|---|
| Hardheid | Rond 2500 HV | 1400 tot 1600 HV |
| Buigsterkte | 400 tot 550 MPa | 700 tot 1000 MPa |
| Breuktaaiheid | Rond 3 tot 4 MPa m^0.5 | 6 tot 7 MPa m^0.5 |
| Stijfheid | Rond 410 GPa | Rond 310 GPa |
| Warmtegeleiding | 120 tot 200 W/mK | 25 tot 30 W/mK |
| Thermische uitzetting | Rond 4 ppm/K | Rond 3 ppm/K |
| Bestendigheid tegen thermische schok | Goed | Uitstekend |
| Slijpkosten | De hoogste van de gangbare kwaliteiten | Hoog |
De bereiken voor beide zijn gangbare gepubliceerde waarden voor veelgebruikte commerciële kwaliteiten. De specifieke blank bepaalt het werkelijke getal.
Kies siliciumcarbide als de vijand slijtage, warmtestroom of doorbuiging is
SiC is na boorcarbide en diamant het hardste materiaal dat regelmatig als technische keramiek wordt gebruikt. Het geleidt warmte ook meerdere keren beter dan aluminiumoxide en beweegt nauwelijks onder belasting.
Het is het juiste antwoord voor:
- Mechanische afdichtvlakken, vooral tegen slurry of bij droogloop
- Pomp- en klepdelen in abrasieve of corrosieve omstandigheden
- Onderdelen die niet mogen doorbuigen, zoals meetopspanningen en spiegelsubstraten
- Warmtespreidende constructies waar geen isolator nodig is
- Ovenmeubilair en branderonderdelen, waar de gesinterde kwaliteit haar prijs waard is
Gesinterd SiC is chemisch inert genoeg om sterke zuren en logen te overleven, wat reactiegebonden kwaliteiten niet kunnen evenaren, omdat het vrije silicium wordt aangetast.
Kies siliciumnitride als de vijand scheuren of thermische schok is
Si3N4 heeft een in elkaar grijpende, naaldvormige microstructuur die scheuren afbuigt. Het heeft ook een zeer lage thermische uitzetting en overleeft daardoor verhitten en afschrikken op een manier die aluminiumoxide en SiC niet overleven.
Het is het juiste antwoord voor:
- Lagerkogels en -rollen, ook in hybride lagers
- Gereedschap voor lassen en metaalomvorming, waar heet metaal het onderdeel raakt
- Onderdelen die in gesmolten metaal worden gedompeld of ermee worden bespat
- Onderdelen voor hete zones die cyclisch worden belast
- Snijplaten voor gietijzer en superlegeringen
- Onderdelen voor waferhandling waar zowel deeltjesvorming als breuk ertoe doen
Dat laatste is de reden dat siliciumnitride steeds vaker opduikt in apparatuur die vroeger aluminiumoxide of SiC gebruikte. Het combineert weinig deeltjesvorming met genoeg taaiheid om het hanteren te overleven.
Wat dit betekent voor de offerte
Slijpuren volgen de hardheid. SiC is van de gangbare kwaliteiten het duurst om te slijpen, en de slijtage van de schijf kost echt geld. Siliciumnitride slijpt sneller dan SiC maar langzamer dan aluminiumoxide, en breekt dankzij zijn taaiheid minder uit aan de randen.
Twee praktische gevolgen:
- Bij een klein onderdeel met fijne kenmerken is het prijsverschil tussen SiC en Si3N4 vaak kleiner dan de databladen doen vermoeden, omdat uitval door uitgebroken randen de werkelijke kosten van SiC opdrijft.
- Bij een groot, eenvoudig onderdeel is het verschil groot en domineert de materiaalafname. Vraag of er een near-net blank bestaat.
Zie wat de kosten van keramiek bewerken bepaalt voor de rest van het prijsbeeld, en hoe diamantslijpen werkt voor de reden dat hardheid zo direct in uren wordt omgezet.
Een snelle beslisroute
- Is de faalwijze abrasieve slijtage of chemische aantasting? Gesinterd SiC.
- Is de faalwijze scheuren, stoten of thermische schok? Siliciumnitride.
- Moet het onderdeel warmte afvoeren en tegelijk stijf blijven? SiC.
- Moet het onderdeel ook een elektrische isolator zijn? Geen van beide is ideaal. Bekijk aluminiumnitride tegenover aluminiumoxide.
- Zijn de kosten de beperkende factor en is de belasting mild? Aluminiumoxide of ZTA, behandeld in aluminiumoxide of zirkoniumoxide.
Stuur uw tekening met een beschrijving van de omgeving en wij koppelen die aan maximaal 3 bedrijven die deze kwaliteiten slijpen. Antwoord binnen 24 werkuren.
Veelgestelde vragen
Wat is harder, siliciumcarbide of siliciumnitride?
Siliciumcarbide, met ongeveer 2500 HV tegenover 1400 tot 1600 HV voor siliciumnitride. Die hardheid is de reden dat SiC wint bij abrasieve slijtage en dat het langer duurt om te slijpen.
Waarom worden lagerkogels van siliciumnitride gemaakt en niet van siliciumcarbide?
Taaiheid. Siliciumnitride verdraagt contactspanning en thermische schokken zonder te scheuren, en het faalt geleidelijk in plaats van te versplinteren, wat bij een wentellichaam telt.
Wat is het verschil tussen gesinterd en reactiegebonden siliciumcarbide?
Reactiegebonden SiC bevat vrij silicium, doorgaans 8 tot 15%, wat het gebruik beperkt tot ongeveer 1350 °C en de chemische bestendigheid verlaagt. Gesinterd SiC bevat geen vrij silicium en verdraagt meer hitte en agressievere chemie, tegen een hogere prijs.
Een offerte nodig voor dit onderdeel?
Stuur de tekening. Wij koppelen u aan maximaal 3 bedrijven die deze kwaliteit slijpen en antwoorden binnen 24 werkuren.
Vind een passend keramiekbedrijf