Tech­ni­sche kera­miek van GTS – Hoog­waar­dige mate­ri­a­len voor indu­strie en onder­zoek

Veel­ge­stelde vragen over tech­ni­sche kera­miek van GTS

Wat maakt GTS Kera­mik bijzon­der als fabri­kant van tech­ni­sche kera­miek?

GTS Kera­mik behoort tot de toon­aan­ge­vende fabri­kan­ten van tech­ni­sche kera­miek en indu­stri­ële kera­miek in Duits­land – en is tege­lij­ker­tijd een volwaar­dig ontwik­ke­lings­part­ner. Als fami­lie­be­drijf geves­tigd in Düssel­dorf ontwik­ke­len wij klant­spe­ci­fieke mate­ri­aal­re­cep­tu­ren in plaats van alleen stan­daard­kwa­li­tei­ten te leve­ren. Onze klan­ten spre­ken recht­streeks met de inge­ni­eurs die hun oplos­sing ontwik­ke­len – zonder tussen­stap­pen in het verkoop­pro­ces. Meer dan 100 onder­zoeks­sa­men­wer­kin­gen met Euro­pese insti­tu­ten onder­steu­nen onze mate­ri­aal­ont­wik­ke­ling met betrouw­bare gege­vens.

Welke kera­mi­sche mate­ri­a­len verwerkt GTS?

GTS produ­ceert tech­ni­sche kera­miek van alumi­ni­um­oxide (Al₂O₃) in dichte en poreuze kwali­teit, zirco­ni­um­oxide (ZrO₂), kwarts met en zonder sili­ci­um­ni­tride-toevoe­ging, spinell, tialiet (alumi­ni­um­tit­a­naat) en chamotte. In totaal bieden wij 16 gedo­cu­men­teerde mate­ri­aal­kwa­li­tei­ten aan, waar­van de chemi­sche samen­stel­ling via vrij toegan­ke­lijke refe­ren­tie­ana­ly­ses contro­leer­baar is.

Wat is het verschil tussen dichte en poreuze kera­miek bij smelt­kroe­zen?

Dichte kera­miek (bijv. AL99‑G met >99,7 % alumi­ni­um­oxide) voor­komt elke inter­ac­tie tussen kroes en smelt en is de juiste keuze voor hoog­zui­vere smelt­pro­ces­sen, zoals het smel­ten van platina. Poreuze kera­miek (bijv. KR-98-VG met >98 % korund) biedt een hogere ther­mi­sche schok­be­sten­dig­heid en is geschikt voor toepas­sin­gen met snelle ther­mi­sche cycli. Welke kwali­teit voor een bepaald proces opti­maal is, hangt af van het smelt­ma­te­ri­aal, de ovenat­mos­feer en de belas­tings­cy­clus – GTS advi­seert hier­over indi­vi­du­eel.

Voor welke meta­len biedt GTS induc­tie­kroe­zen aan?

GTS ontwik­kelt induc­tie­kroe­zen voor het smel­ten van edel­me­ta­len (platina, rhodium, zilver), indu­strie­me­ta­len (ijzer, koper, zink, tin) en speci­ale meta­len (gallium, lood). Elke kroes wordt afge­stemd op het betref­fende metaal, de ovenat­mos­feer en de ther­mi­sche belas­tings­cy­clus. De chemi­sche besten­dig­heid van de verschil­lende GTS-mate­ri­aal­kwa­li­tei­ten ten opzichte van speci­fieke meta­len is gedo­cu­men­teerd in de refe­ren­tie­ana­ly­ses en product­in­for­ma­tie­bla­den.

Welke kera­miek is geschikt voor induc­tie­kroe­zen?

Bij induc­tief smel­ten wordt niet de kera­miek verhit, maar het metaal in de kroes. De kera­miek moet het elek­tro­mag­ne­ti­sche veld zo verlies­vrij moge­lijk door­la­ten en tege­lij­ker­tijd de ontstane hitte weer­staan. Kwarts is hier­voor bijzon­der geschikt: het is elek­tro­mag­ne­tisch trans­pa­rant en heeft een lage ther­mi­sche uitzet­tings­co­ëf­fi­ci­ënt. Bij 1.000 °C zet kwarts met onge­veer 0,5 % uit, zirco­ni­um­oxide daar­en­te­gen met circa 1 %. Deze hogere uitzet­ting kan bij zirco­ni­um­oxide leiden tot ther­mi­sche span­nin­gen en scheur­vor­ming. GTS produ­ceert induc­tie­kroe­zen hoofd­za­ke­lijk van kwarts­ke­ra­miek (kwali­tei­ten Q100, Q100‑M, Q95F) en advi­seert bij de keuze van de juiste kwali­teit voor uw speci­fieke smelt­pro­ces.

Bij welke tempe­ra­tu­ren kan tech­ni­sche kera­miek worden inge­zet?

De gebruik­s­tem­pe­ra­tuur hangt af van het mate­ri­aal, want kera­miek is geen enkel mate­ri­aal maar een gehele mate­ri­aal­klasse met zeer uiteen­lo­pende tempe­ra­tuur­gren­zen. Tech­ni­sche kera­mie­ken zoals GTS die produ­ceert, werken in een aanzien­lijk hoger bereik dan huis­houd­ke­ra­miek. Alumi­ni­um­oxide (bijv. AL99‑G, KR-98-VG) is ontwor­pen voor continu-tempe­ra­tu­ren tot circa 1 700 °C. Zirco­ni­um­oxide (ZR‑G, ZR-95-VG) is even­eens geschikt voor hoge­tem­pe­ra­tuur­toe­pas­sin­gen en biedt daar­bij een bijzon­der hoge mecha­ni­sche belast­baar­heid. Kwarts­ke­ra­miek (Q100, Q95F) wordt voor­na­me­lijk inge­zet in de smelt­tech­niek, waar een hoge ther­mi­sche schok­be­sten­dig­heid door­slag­ge­vend is. Belang­rij­ker dan de maxi­male tempe­ra­tuur zijn vaak de ther­mi­sche schok­be­sten­dig­heid, de atmos­feer (lucht, vacuüm, bescherm­gas) en de mecha­ni­sche belas­ting. GTS stelt hier­voor een TWB-infor­ma­tie­blad ter beschik­king en advi­seert indi­vi­du­eel.

Welke kera­mi­sche kwali­teit is geschikt voor welke toepas­sing?

De keuze van de juiste kera­mi­sche kwali­teit hangt af van de toepas­sing. Voor hoog­zui­vere smelt­pro­ces­sen, zoals het smel­ten van platina of rhodium, is dicht alumi­ni­um­oxide (AL99‑G, >99,7 % zuiver­heid) de aange­we­zen keuze. Voor toepas­sin­gen met frequente tempe­ra­tuur­wis­se­lin­gen is poreus korund (KR-98-VG, >98 %) de betere optie vanwege de hogere ther­mi­sche schok­be­sten­dig­heid. Kwarts­ke­ra­miek (Q100, Q95F) is de stan­daard voor induc­tie­kroe­zen in de smelt­tech­niek. Zirco­ni­um­oxide (ZR‑G) wordt inge­zet wanneer maxi­male mecha­ni­sche sterkte en chemi­sche besten­dig­heid vereist zijn, bijvoor­beeld in de medi­sche tech­no­lo­gie. Alle 16 mate­ri­aal­kwa­li­tei­ten zijn gedo­cu­men­teerd met vrij toegan­ke­lijke refe­ren­tie­ana­ly­ses.

Welke kera­miek is geschikt voor het smel­ten van meta­len?

Welke kera­miek geschikt is voor het smel­ten van meta­len, hangt altijd af van het betref­fende metaal. Meta­len reage­ren bij het smel­ten op verschil­lende manie­ren met kera­mie­ken, afhan­ke­lijk van tempe­ra­tuur, oxida­tie en chemi­sche samen­stel­ling. GTS ontwik­kelt induc­tie­kroe­zen speci­fiek voor het smel­ten van edel­me­ta­len zoals platina, rhodium en zilver, indu­strie­me­ta­len zoals ijzer, koper, zink en tin, alsmede speci­ale meta­len zoals gallium of lood. De chemi­sche besten­dig­heid van elke GTS-mate­ri­aal­kwa­li­teit ten opzichte van speci­fieke meta­len is gedo­cu­men­teerd in de refe­ren­tie­ana­ly­ses. De kera­miek moet altijd worden afge­stemd op het betref­fende metaal om reac­ties, veront­rei­ni­gin­gen of schade aan de kroes te vermij­den.

Hoe vaak kan een smelt­kroes worden gebruikt?

Een smelt­kroes is een slij­ta­ge­on­der­deel waar­van de levens­duur van meer­dere facto­ren afhangt: het kroes­ma­te­ri­aal, de smelt­tem­pe­ra­tuur en de ther­mi­sche cyclus (opwarm- en afkoel­snel­heid), de chemi­sche agres­si­vi­teit van het smelt­bad en de mecha­ni­sche belas­ting tijdens de hand­ling. Te snel opwar­men en afkoe­len verkort de stand­tijd aanzien­lijk, omdat ther­mi­sche schok tot scheur­vor­ming kan leiden. GTS opti­ma­li­seert de mate­ri­aal­re­cep­tuur speci­fiek voor uw proces om de stand­tijd te maxi­ma­li­se­ren. De aanbe­vo­len opwarm- en afkoel­cur­ves vindt u in ons TWB-infor­ma­tie­blad.

Welke kera­miek is geschikt voor veras­sing?

Welke kera­miek geschikt is voor veras­sing, hangt af van het te veras­sen mate­ri­aal. Bepa­lend zijn de mate­ri­aal­aan­voer­vorm (vloei­baar, poeder­vor­mig of vast) en de vereiste veras­sings­tem­pe­ra­tuur. Voor veras­sings­pro­ces­sen in het labo­ra­to­rium biedt GTS kroe­zen in verschil­lende mate­ri­aal­kwa­li­tei­ten. Kwarts­kroe­zen (A1, A2, A3) zijn geschikt voor stan­daard veras­sing bij gema­tigde tempe­ra­tu­ren. Voor hogere tempe­ra­tu­ren of chemisch veel­ei­sen­dere monsters zijn alumi­ni­um­oxi­de­kroe­zen (AL95‑G, AL99‑G) de aange­we­zen keuze. De selec­tie moet altijd worden afge­stemd op de mate­ri­aal­aan­voer­vorm en de vereiste tempe­ra­tuur om reac­ties, schade of mate­ri­aal­ver­lie­zen te vermij­den.

Hoe slijt­vast is tech­ni­sche kera­miek?

De slijt­vast­heid van kera­miek hangt sterk af van het mate­ri­aal en de micro­struc­tuur. Zirco­ni­um­oxide (ZR‑G) biedt de hoog­ste breuk­vast­heid en buig­sterkte, terwijl alumi­ni­um­oxide (AL99‑G, KR-98-VG) uitblinkt door hoge hard­heid en chemi­sche besten­dig­heid. Dicht­heid is een andere door­slag­ge­vende factor: poreuze kera­mie­ken zijn minder slijt­vast omdat zij gemak­ke­lij­ker worden aange­tast. Dichte, fijn gesin­terde kera­mie­ken zijn aanzien­lijk duur­za­mer en weer­staan mecha­ni­sche en ther­mi­sche belas­tin­gen langer. GTS is gespe­ci­a­li­seerd in slij­ta­ge­tech­no­lo­gie en produ­ceert hoog­waar­dige slijt­vaste kera­mi­sche compo­nen­ten als enkel­stuks of in grote series.

Kan GTS ook proto­ty­pes en enkel­stuks produ­ce­ren?

Ja. GTS produ­ceert kera­mi­sche compo­nen­ten van enkel­stuks tot grote series. Voor proto­ty­ping maken wij ook gebruik van 3D-proces­sen. Na het sinte­ren zijn de compo­nen­ten zo hard dat zij alleen nog met diamant­werk­tui­gen kunnen worden bewerkt. De over­gang van proto­type naar stabiele serie­pro­duc­tie is een van onze kern­com­pe­ten­ties – wij bege­lei­den dit proces itera­tief tot repro­du­ceer­bare kwali­teit is bereikt.

In welke secto­ren worden GTS-produc­ten inge­zet?

GTS levert aan klan­ten in de smelt- en giet­tech­niek, kris­tal­kweek, labo­ra­to­rium- en medi­sche tech­no­lo­gie, lucht- en ruim­te­vaart, zonne-ener­gie- en batte­rij­tech­no­lo­gie, sieraaden­in­du­strie en de verlich­tings- en glas­in­du­strie. Daar­naast ontwik­ke­len wij construc­tie­ke­ra­miek voor machi­ne­bouw en elek­tro­nica. Refe­ren­tieklan­ten zijn onder meer Bosch, Schott, Arcel­or­Mit­tal en Yoko­gawa, alsmede talrijke Euro­pese onder­zoeks­in­sti­tu­ten.

Welke opwarm- en afkoel­cur­ves advi­seert GTS voor dichte kera­miek?

Dichte kera­mi­sche compo­nen­ten dienen gecon­tro­leerd en gelijk­ma­tig te worden opge­warmd en afge­koeld om ther­mi­sche schok te vermij­den. GTS stelt een TWB-infor­ma­tie­blad (ther­mi­sche schok­be­sten­dig­heid) ter beschik­king met alge­mene aanbe­ve­lin­gen voor opwarm- en afkoel­cur­ves. Voor speci­fieke toepas­sin­gen advi­se­ren onze inge­ni­eurs indi­vi­du­eel.

Biedt GTS ook kera­miek voor de medi­sche tech­no­lo­gie?

Ja. Op het gebied van farma­cie en medi­sche tech­no­lo­gie geldt GTS als een belang­rijke leve­ran­cier van hoog­waar­dige kera­mi­sche compo­nen­ten. Het bedrijf speelde een beslis­sende rol bij de ontwik­ke­ling van kunst­ma­tig botma­te­ri­aal (onder­zoeks­pro­ject TiFoam aan het Fraun­hofer Insti­tut Dres­den). Zirco­ni­um­oxide is vanwege zijn hoge mecha­ni­sche belast­baar­heid en biocom­pa­ti­bi­li­teit bijzon­der geschikt voor toepas­sin­gen in de implan­taat­tech­no­lo­gie.