Sialon vs. Siliziumnitrid: Der Vergleichsleitfaden für Ingenieure

Sialon und Siliziumnitrid haben zwar die gleichen chemischen Grundlagen, eignen sich aber für sehr unterschiedliche Anwendungsbereiche. Dieser Leitfaden erläutert die wichtigsten Aspekte im Vergleich zwischen Sialon und Siliziumnitrid und behandelt die Materialwissenschaft, die Geschichte und die Auswahlkriterien für Foundry-Ingenieure und technische Einkäufer.

28. Juli 2026 · 10 Minuten Lesezeit

---

TL;DR

Siliziumnitrid (Si₃N₄) wurde erstmals 1857 synthetisiert und entwickelte sich in den 1960er- und 1970er-Jahren zu einer wichtigen technischen Keramik. Sialon – Silizium-Aluminium-Oxynitrid – ist sein jüngerer Verwandter und wurde um 1971 an der Universität Newcastle und dem britischen National Physical Laboratory entdeckt. Chemisch gesehen ist Sialon Siliziumnitrid, bei dem einige Silizium-Stickstoff-Bindungen durch Aluminium-Stickstoff- und Aluminium-Sauerstoff-Bindungen ersetzt sind.

Dieser Austausch mag geringfügig erscheinen, verändert aber das Materialverhalten in industriellen Anwendungen erheblich: Sialon ist deutlich beständiger gegenüber geschmolzenen Nichteisenmetallen und übersteht schnelle Temperaturwechsel deutlich besser, während Siliziumnitrid weiterhin die höchste Härte und die besten Eigenschaften für Hochgeschwindigkeitsbearbeitungen aufweist. Wenn Ihr Prozess mit geschmolzenem Aluminium zu tun hat – beispielsweise bei Heizrohren, Steigrohren, Thermoelementschutz oder Tiegeln – ist Sialon mit hoher Wahrscheinlichkeit die richtige Wahl. Bei der Bearbeitung von Gusseisen mit hohen Schnittgeschwindigkeiten ist Siliziumnitrid hingegen überlegen. Sialon Ceramics ApS fertigt seit 1986 Komponenten auf Sialonbasis und bietet die gesamte in diesem Beitrag beschriebene Produktpalette an.

Die Geschichte zweier Materialien, die in derselben Labortradition entstanden sind

Fragt man einen Keramikingenieur nach dem Unterschied zwischen Sialon und Siliziumnitrid, erhält man oft eine Antwort, die mit demselben Satz beginnt: „Nun ja, Sialon basiert auf Siliziumnitrid.“ Das stimmt zwar, ist aber fast sofort nicht hilfreich – genauso wie die Aussage „Ein Dieselmotor basiert auf einem Benzinmotor“ zwar technisch korrekt ist, einem Mechaniker aber nichts darüber aussagt, welchen Motor er in eine bestimmte Maschine einbauen soll.

Der bessere Ausgangspunkt ist die Frage, für deren Beantwortung diese Werkstoffe entwickelt wurden: Was tun, wenn herkömmliche feuerfeste Keramiken reißen, korrodieren oder von geschmolzenem Aluminium vollständig zerstört werden?

Siliziumnitrid lieferte Forschern die erste ernsthafte Antwort auf diese Frage. Sialon lieferte ihnen eine bessere Lösung für eine bestimmte Untergruppe der anspruchsvollsten industriellen Umgebungen.

Beide Materialien haben ihren Ursprung in derselben materialwissenschaftlichen Tradition – der Suche nach Keramiken, die Temperaturen, Temperaturschocks und chemischen Umgebungen standhalten, welche Metalle und herkömmliche Oxide zerstören würden. Das Verständnis der Herkunft und der chemischen Eigenschaften der einzelnen Materialien macht die Anwendungsunterschiede nachvollziehbar und nicht willkürlich.

Die Geschichte des Siliziumnitrids: von 1857 bis zur Fabrikhalle

Siliziumnitrid blickt auf eine ungewöhnlich lange Geschichte als Industriematerial zurück. Es wurde 1857 von den französischen Chemikern Henri Sainte-Claire Deville und Friedrich Wöhler erstmals synthetisiert – demselben Wöhler, der auch Harnstoff synthetisierte und damit die organische Chemie begründete. Die Entdeckung blieb ein Jahrhundert lang weitgehend ungenutzt. Interessante Chemie, aber noch keine praktische Anwendung in der Technik.

Die eigentliche Entwicklung des Materials begann in den 1960er und 1970er Jahren, angetrieben von einem ganz bestimmten Ziel: einem Keramikmotor. Die Idee war überzeugend: Metallkomponenten in Gasturbinen und Hubkolbenmotoren sollten durch Keramik ersetzt werden, die bei deutlich höheren Temperaturen arbeiten und so mehr Energie aus jedem Verbrennungszyklus gewinnen konnte. Siliziumnitrid wurde in den 1960er und 70er Jahren auf der Suche nach vollständig dichten, hochfesten und zähen Werkstoffen entwickelt, die sich genau für diese Art von Anwendung eignen.

In diesem Zeitraum entwickelten sich drei Produktionswege, die jeweils unterschiedliche Vor- und Nachteile mit sich brachten:

• Reaktionsgebundenes Siliziumnitrid (RBSN) – hergestellt durch direkte Nitridierung von verdichtetem Siliziumpulver. Nahezu endformnah, minimaler Bearbeitungsaufwand, jedoch geringere Dichte.
• Heißgepresstes Siliziumnitrid (HPSN) – gesintert unter Hitze und Druck, wodurch eine höhere Dichte und bessere mechanische Eigenschaften erreicht werden.
• Gesintertes Siliziumnitrid (SSN) – konventionelles Sintern mit Hilfsmitteln, wodurch komplexe Formen bei nahezu HPSN-Leistungsniveaus möglich sind.

Der Traum vom Keramikmotor erfüllte sich nie vollständig – die technischen Herausforderungen bei der Massenproduktion zuverlässiger Keramikkomponenten erwiesen sich als größer als erwartet, und in der Motorenindustrie ist ein konservatives Design durchaus nachvollziehbar, wenn ein Komponentenausfall katastrophale Motorschäden zur Folge hat. Siliziumnitrid hat sich jedoch eine dauerhafte Marktnische erobert. Jährlich werden rund 300.000 gesinterte Siliziumnitrid-Turboladerrotoren hergestellt. Der Markt für Schneidwerkzeuge erreichte ein Volumen von rund 50 Millionen US-Dollar pro Jahr. Hybridkugellager mit Siliziumnitridkugeln und Stahllaufbahnen wurden zum Standard für Hochgeschwindigkeitsspindeln von Werkzeugmaschinen.

Die Schlüsseleigenschaften des Materials erklären seinen Erfolg in den jeweiligen Anwendungsbereichen. Siliziumnitrid zeichnet sich durch geringe Dichte, hohe Festigkeit bei hohen Temperaturen, hervorragende Temperaturwechselbeständigkeit, ausgezeichnete Verschleißfestigkeit, gute Bruchzähigkeit, Kriechfestigkeit und gute Oxidationsbeständigkeit aus. Es ist zudem beständig gegen alle Säuren außer verdünnter Fluorwasserstoffsäure und heißer Phosphorsäure – eine chemische Inertheit, die es für ein breites Spektrum an Prozessumgebungen wertvoll macht.

Die Entstehungsgeschichte von Sialon: eine technische Verbesserung

Sialon war keine zufällige Entdeckung. Es war das Ergebnis gezielter Materialentwicklung, die auf der etablierten Kristallstruktur von Siliziumnitrid aufbaute und die Frage aufwarf: Was passiert, wenn wir Silizium teilweise durch Aluminium ersetzen?

Die Antwort kam um 1971von Forschern der Newcastle University und des britischen National Physical Laboratory. Das theoretische Fundament wurde in K. H. Jacks einflussreicher Arbeit„Sialons and related nitrogen ceramics“ (1976) im Journal of Materials Science gelegt – ein Dokument, das das Forschungsgebiet begründete und bis heute als grundlegendes Standardwerk gilt. Caos und Metselaars Übersichtsartikel von 1991 in Chemistry of Materials zeichnete die rasanten Fortschritte der folgenden zwei Jahrzehnte nach.

Die entscheidende Erkenntnis war die Flexibilität der Zusammensetzung. Sialone sind Keramiken auf Basis von Silizium, Aluminium, Sauerstoff und Stickstoff, die Mischkristalle aus Siliziumnitrid bilden, in denen Si-N-Bindungen teilweise durch Al-N- und Al-O-Bindungen ersetzt sind. Die durch diese Substitution entstehende Ladungsdifferenz wird durch die Zugabe von Metallkationen kompensiert – Li⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Y³⁺ und Lanthanide sind gängige Dotierstoffe, die jeweils das Eigenschaftsprofil des Materials verändern.

So entstand eine Keramikfamilie mit drei unterschiedlichen Kristallphasen, von denen jede ihre eigenen Leistungseigenschaften aufweist:

• Beta-Sialon (β-Sialon) – die wirtschaftlich bedeutendste Phase. Hexagonale Struktur, Formel Si₆₋ₙAlₙOₙN₈₋ₙ, mit n von 0 bis 4,2. Das Standardmaterial für Hochtemperatur-Strukturbauteile.
• Alpha (α)-Sialon – trigonale Struktur, Formel Si₁₂₋ₘ₋ₙAlₘ₊ₙOₙN₁₆₋ₙ. Stabilisiert durch Seltenerd-Dotierstoffe; besonders relevant für Schneidanwendungen.
• O-prime (O')-Sialon – orthorhombisch, stärker in seiner Zusammensetzung eingeschränkt. Formel Si₂₋ₙAlₙO₁₊ₙN₂₋ₙ mit n von 0 bis 0,2.

Das praktische Ergebnis dieser anpassbaren Chemie: Hersteller können Sialonzusammensetzungen entwickeln, die für spezifische Anwendungsumgebungen optimiert sind, anstatt mit einem einzigen Material mit festen Eigenschaften zu arbeiten.

## Was die Chemie tatsächlich verändert: Eigenschaften im direkten Vergleich

Auf dem Papier ähneln sich Siliziumnitrid und Sialon hinsichtlich ihrer physikalischen Eigenschaften. Beide sind hart, weisen eine geringe Wärmeausdehnung auf, sind temperaturwechselbeständig und hochtemperaturbeständig. Entscheidend werden die Unterschiede erst bei extremen Belastungen – und genau dort sind industrielle Bauteile anzutreffen.

Eigentum	Siliziumnitrid (Si₃N₄)	Sialon (SiAlON)
Dichte	~3,17 g/cm³ (HPSN/SSN)	3,0–3,3 g/cm³ (phasenabhängig)
Härte	Mohshärte 8,5; Gamma-Phase ~35 GPa	Mohshärte 8-9 (zusammensetzungsabhängig)
Wärmeausdehnung	Niedrig	Sehr niedrig
Beständigkeit gegen Temperaturschocks	Gut	Außergewöhnlich
Beständigkeit gegen geschmolzene Nichteisenmetalle	Gut	Außergewöhnlich – überlegen gegenüber Aluminiumoxid und Si₃N₄
Oxidationsbeständigkeit	Gute (selbstschützende SiO₂-Schicht)	Gut geeignet bis über 1000 °C
Chemische Inertheit	Beständig gegen die meisten Säuren außer HF und heißem H₃PO₄	Hohe chemische Stabilität; verbessert durch Al-O-Substitution
Praktische maximale Betriebstemperatur	~1200-1400°C in Luft (Material zersetzt sich bei 1850°C – eine theoretische Grenze, keine Betriebstemperatur)	Bis zu ca. 1400 °C je nach Produkt; Heizrohre bis 1100 °C, Thermoelement-Schutzrohre bis ca. 1400 °C

Die beiden wichtigsten Abweichungen verdeutlichen die Selektionsgeschichte.

hinsichtlichder Härte führend – insbesondere die Gamma-Phase erreicht außergewöhnliche Werte. Daher dominiert Siliziumnitrid Anwendungen im Bereich der Zerspanungswerkzeuge. Es ermöglicht die Bearbeitung von Gusseisen und Nickelbasis-Superlegierungen mit bis zu 25-mal höheren Schnittgeschwindigkeiten als Wolframcarbid. Auch Sialon wird in Zerspanungswerkzeugen eingesetzt, insbesondere zur Bearbeitung von Kokillenguss. Bei härtesten und schnellsten Schnitten ist Siliziumnitrid jedoch aufgrund seiner reinen Werte meist überlegen.

Bei der Beständigkeit gegenüber geschmolzenen Metallenkehrt sich die Reihenfolge um. Sialone weisen im Vergleich zu anderen hochschmelzenden Werkstoffen wie Aluminiumoxid – und dieser Vergleich schließt auch reines Siliziumnitrid ein – eine außergewöhnliche Beständigkeit gegenüber Benetzung und Korrosion durch geschmolzene Nichteisenmetalle auf. Die Al-O-Substitutionen im Kristallgitter erzeugen eine Keramikmatrix, die von Natur aus beständig gegen Auflösung und Benetzung durch geschmolzenes Aluminium und ähnliche Metalle ist. Ein in 750 °C heißes geschmolzenes Aluminium eingetauchtes Sialonrohr bleibt intakt, während ein Aluminiumoxidrohr innerhalb weniger Stunden erodieren und ein Stahlbauteil sich einfach auflösen würde.

Bei Temperaturschocksist der sehr niedrige Wärmeausdehnungskoeffizient von Sialon ein Vorteil bei Anwendungen mit schnellen, wiederholten Temperaturwechseln – genau der Betriebszyklus eines Gießereibauteils, das dutzende Male am Tag in geschmolzenes Metall eingetaucht und wieder herausgezogen wird.

Wo jedes Material hingehört: Anwendungsübersicht

Das Verständnis der Unterschiede zwischen den Eigenschaften macht die Aufteilung der Anwendung intuitiv.

### Siliziumnitrid: Präzision, Geschwindigkeit und rotierende Komponenten

Die Kombination aus hoher Härte, Bruchfestigkeit, Verschleißfestigkeit und geringer Dichte macht Siliziumnitrid zum optimalen Werkstoff überall dort, wo Rotations- oder Schnittgeschwindigkeit das Hauptziel bei der Konstruktion ist.

Turbolader sind der am häufigsten verwendete Einsatzbereich. Hersteller produzieren jährlich rund 300.000 Turboladerrotoren aus Siliziumnitrid. Die geringe Dichte ist hierbei entscheidend: Ein leichterer Rotor bietet einen geringeren Drehwiderstand, was ein schnelleres Ansprechverhalten und weniger Turboloch bedeutet. Sowohl Diesel- als auch Ottomotoren verwenden Turbolader aus Siliziumnitrid; Japan war führend im Bereich der leichten Nutzfahrzeuge, während sich die USA auf mittelschwere und schwere Nutzfahrzeuge konzentrierten.

Zu den Motorteilen jenseits der Turbolader gehören Dieselglühkerzen für schnellere Kaltstarts, Vorkammern für geringere Emissionen und einen leiseren Lauf, Kipphebellager für weniger Verschleiß und Abgasregelventile.

Wälzlager sind ein etablierter kommerzieller Anwendungsbereich. Hybridkugellager – Keramikkugeln in Stahlringen – verbessern im Vergleich zu Ganzstahllagern die Lagerlebensdauer, die Drehzahl und die Rostbeständigkeit. Werkzeugmaschinenspindeln erreichen oft Drehzahlen, die Stahllager ohne Öl nicht bewältigen können; Siliziumnitrid-Hybridlager ermöglichen den trockenen Betrieb bei hohen Drehzahlen. In der Zahnmedizin werden Siliziumnitridlager eingesetzt, da sie sterilisiert werden können, ohne zu rosten oder zu verschleißen. Vollkeramiklager finden Verwendung in Gezeitenströmungsmessern, wo die Korrosion durch Meerwasser jegliche Metalle ausschließt.

Zerspanungswerkzeuge – Werkzeuge auf Siliziumnitridbasis bearbeiten Gusseisen und Nickellegierungen 25-mal schneller als Wolframkarbid. Hauptabnehmer sind die Automobil- und Luftfahrtindustrie. Ein wichtiger Haken: Siliziumnitrid eignet sich nicht gut zum Bearbeiten hochsiliziumhaltiger Aluminiumlegierungen. Der Trend zu Aluminiummotoren begrenzt daher das Wachstum des Werkzeugmarktes für die Automobilindustrie.

Industrielle Vorrichtungen für Induktionserwärmung und Widerstandsschweißen verwenden ebenfalls Siliziumnitrid, wobei dessen elektrische Isolationseigenschaften, geringe Wärmeleitfähigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit zum Einsatz kommen. Lichtbogenschweißdüsen stellen einen stabilen Markt für reaktionsgebundenes Siliziumnitrid dar.

Sialon: Gießereihalle und Umgang mit flüssigem Metall

Die größte Stärke von Sialon – seine hohe Beständigkeit gegenüber dem Angriff von geschmolzenen Nichteisenmetallen – hat es zum bevorzugten Werkstoff für die Nichteisenmetallverarbeitung und Gießereiarbeiten gemacht.

Tatsächlich ist die Verarbeitung von Nichteisenmetallen der Haupteinsatzbereich von Sialon. So verwenden Hersteller das Material beispielsweise für Metallzuführungsrohre beim Aluminium-Druckguss, Brenner- und Tauchheizrohre, Injektorrohre, Entgasungseinrichtungen, Thermoelement-Schutzrohre, Tiegel und Gießpfannen. Jedes dieser Teile kommt in direkten Kontakt mit geschmolzenem Aluminium oder ähnlichen Metallen – Bereiche, in denen geschmolzenes Metall herkömmliche Keramik und Metalle innerhalb weniger Stunden angreift. Daher übersteht Sialon Tausende von Temperaturzyklen und jahrelangen, kontinuierlichen Kontakt mit geschmolzenem Metall.

Der Grund dafür ist kein Zauber: Die Al-O-Austausche im Sialon-Gitter bilden eine Keramikbasis, die sich von geschmolzenem Aluminium nur schlecht benetzen lässt. Dadurch kann das Metall nicht eindringen oder die Korngrenzen angreifen, wie es bei Aluminiumoxid oder reinem Siliziumnitrid der Fall ist. Das Ergebnis ist eine deutlich längere Lebensdauer – 30 % länger als bei Standard-Technischen Keramiken unter vergleichbaren Gießereibedingungen.

Beim Niederdruck-Druckgießen (LPDC) werden Steigrohre aus Sialon verwendet, um das flüssige Metall präzise in die Formen zu leiten. In der Luft- und Raumfahrtindustrie, wo Aluminiumlegierungsteile in engen Abmessungen und Chargen gefertigt werden müssen, durchlaufen die Steigrohre täglich Hunderte von Tauch- und Ziehzyklen. Die Hitzebeständigkeit und chemische Stabilität von Sialon sorgen dafür, dass diese Rohre Monate statt nur Tage halten.

In Chemie- und Prozessanlagen kommt Sialon zum Einsatz, wenn sowohl chemische Verschleißfestigkeit als auch Hitzebeständigkeit gleichzeitig erforderlich sind – Bedingungen, die selbst die besten Oxidkeramiken auf die Probe stellen.

Die Öl- und Gasindustrie ist zwar ein kleinerer, aber dennoch realer Sektor: Die Kombination aus chemischer Beständigkeit, Verschleißfestigkeit und Rostbeständigkeit von Sialon macht es ideal für Ausrüstung, die heißen, aggressiven Flüssigkeiten ausgesetzt ist.

Eine unerwartete Anwendung: LED-Leuchtstoffe. Europium-dotiertes β-SiAlON absorbiert UV- und sichtbares Licht und emittiert starkes, breitbandiges sichtbares Licht – eine Leuchteigenschaft, die es als grün modulierenden Leuchtstoff für weiße LEDs geeignet macht. Dank seiner hitzebeständigen Kristallstruktur bleiben Helligkeit und Farbe auch bei Temperaturänderungen konstant und übertreffen damit viele andere Leuchtstoffe. Hersteller können SiAlON-Zahnräder sogar in nur 2 Sekunden aus Rohlingen bei etwa 1200 °C schmieden . Diese superplastische Umformtechnik ermöglicht die Herstellung komplexer Präzisionsteile.

## Herstellung: Beide sind schwierig herzustellen, aber auf unterschiedliche Weise

Beide Werkstoffe stehen vor einer grundlegenden Herausforderung in der Fertigung: Siliziumnitrid zersetzt sich oberhalb von 1850 °C, wodurch herkömmliche Hochtemperatur-Verdichtungsverfahren nicht anwendbar sind. Konventionelles Sintern erfordert Sinterhilfsmittel, die das Flüssigphasensintern induzieren – die Zusammensetzung der Korngrenzenglasphase beeinflusst das Hochtemperaturverhalten maßgeblich und ist Gegenstand aktueller Materialforschung.

Die Herstellung von Sialon ist komplexer. Sie umfasst das Mischen von Siliziumnitrid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Siliziumdioxid und dem Oxid eines Seltenerdelements, gefolgt von der Verdichtung durch druckloses Sintern oder heißisostatisches Pressen. Forscher haben ein anomales Kornwachstum umfassend dokumentiert, das zu bimodalen Korngrößenverteilungen führt und die endgültigen mechanischen Eigenschaften beeinflusst.

Diese zusätzliche Komplexität ermöglicht die oben beschriebene Flexibilität bei der Zusammensetzung. Ingenieure können das Kristallphasenverhältnis und die Dotierungskonzentration für spezifische Anwendungsumgebungen anpassen. Dadurch ist Sialon dort, wo diese Eigenschaften besonders wichtig sind, eine bessere Lösung als Siliziumnitrid.

Ein entscheidender Unterschied in der Fertigung: Das Herstellungsverfahren beeinflusst die Eigenschaften von Siliziumnitrid. Daher sollten Ingenieure es nicht als einheitliches Material betrachten. Beispielsweise können ein RBSN-Bauteil und ein HPSN-Bauteil die gleiche Bezeichnung „Siliziumnitrid“ tragen. Dennoch können sie sich hinsichtlich Dichte, Festigkeit und Leistung erheblich unterscheiden. Ähnliches gilt für Sialon – Phasenzusammensetzung, Dotierstoffwahl und Herstellungsverfahren bestimmen das endgültige Materialverhalten. Aus diesem Grund ist die Materialauswahl in der technischen Keramik nie einfach nur die Wahl eines Materialnamens aus einer Liste.

Die richtige Entscheidung treffen: ein praktischer Auswahlrahmen

Die hier gewonnenen Forschungsergebnisse und das historische Bild führen zu einem recht klaren Entscheidungsrahmen:

Siliziumnitrid wählen, wenn:

• Maximale Härte ist der entscheidende Leistungsfaktor (Schneidwerkzeuge, abrasive Anwendungen)
• Die Anwendung umfasst rotierende Bauteile, bei denen eine geringe Dichte wichtig ist (Turbolader, Lager)
• Sie benötigen chemische Inertheit ohne die komplexe Zusammensetzung von Sialon
• Die Betriebsumgebung ist oxidierend und es herrschen sehr hohe Temperaturen
• Die Kostensensibilität ist hoch und die extreme Korrosionsbeständigkeit von Sialon ist nicht erforderlich

Wählen Sie Sialon, wenn:

• Das Bauteil wird mit geschmolzenen Nichteisenmetallen (Aluminium, Zink, Zinn, Bleilegierungen) in Kontakt kommen
• Die thermische Belastung ist stark und häufig (Gießereianlagen, Steigrohre, Tauchheizkörper)
• Sowohl Temperaturwechselbeständigkeit als auch chemische Korrosionsbeständigkeit sind gleichzeitig erforderlich
• In aggressiven chemischen Prozessumgebungen benötigen Sie Komponenten mit langer Lebensdauer
• Sie entwickeln LED-Phosphore, die temperaturstabile Lumineszenz erfordern

Der häufigste und teuerste Fehler ist die Wahl von Siliziumnitrid – oder, noch schlimmer, Aluminiumoxid – für Bauteile, die in direktem Kontakt mit geschmolzenem Aluminium stehen. Der anfängliche Kostenunterschied mag gering erscheinen. Die Kosten für häufigere Austausche und Ausfallzeiten sind es jedoch nicht.

Eine nützliche Faustregel: Wenn das Teil mit geschmolzenem Metall in Berührung kommt, sollte man Sialon verwenden. Wenn es Metall schneidet, sollte man Siliziumnitrid verwenden.

Probieren Sie Sialon Ceramics ApS aus

Sialon Ceramics ApS fertigt seit 1986 technische Keramik auf Sialonbasis. Vier Jahrzehnte Erfahrung in der Optimierung der in diesem Beitrag beschriebenen Material- und Konstruktionsoptionen zeichnen die Produkte aus. Die Produktlinie Sialon ULTRA™ bietet eine 30 % längere Lebensdauer als Standardkeramik und verfügt über eine 12-monatige Garantie gegen chemische Angriffe in flüssigem Aluminium. Das Produktsortiment deckt das gesamte Spektrum gießerei- und metallurgischer Anwendungen ab. Dazu gehören Heizrohre, Steigrohre für Niederdruck-Druckguss und Thermoelement-Schutzrohre bis zu 1600 mm Durchmesser. Darüber hinaus umfasst das Sortiment kundenspezifisch gefertigte Komponenten mit Toleranzen von ±0,02 mm sowie die Gießereitiegel XICRU™. Diese sind die weltweit größten gefertigten Sialon-Tiegel mit einem Durchmesser von bis zu 1,5 Metern. Die Produktlinie XICAR™ aus gesintertem Siliciumcarbid erweitert den Temperaturbereich auf 1900 °C für Anwendungen, die selbst die thermischen Grenzen von Sialon überschreiten.

---

Häufig gestellte Fragen

Wofür steht das Akronym Sialon?

Sialon steht für Silizium-Aluminium-Oxynitrid. Es handelt sich um einen chemischen Fachbegriff. Sialon ist ein Feststoffgemisch aus Siliziumnitrid (Si₃N₄). Aluminium und Sauerstoff ersetzen einige Silizium-Stickstoff-Bindungen und bilden so Aluminium-Stickstoff- und Aluminium-Sauerstoff-Bindungen. Sialon Ceramics ApS (sialon.com) hat seinen Namen von diesem Material und stellt seit 1986 Produkte auf Sialonbasis her.

Ist Sialon härter oder weicher als Siliziumnitrid?

Siliziumnitrid hat hinsichtlich der Rohhärte die Nase vorn: Die Gamma-Phase von Si₃N₄ erreicht etwa 35 GPaund zählt damit zu den härtesten bekannten Keramiken. Standard-Sialon liegt im Vergleich dazu typischerweise bei einer Mohshärte von 8–9 und damit etwas darunter. Daher ist Siliziumnitrid bei Schneidwerkzeugen, wo Härte entscheidend ist, meist die bessere Wahl. Sialon kompensiert dies jedoch – und ist oft sogar überlegen – auf andere Weise: Es ist beständiger gegen Temperaturschocks und den Angriff von geschmolzenen Metallen. Genau diese Eigenschaften sind in der Gießereiarbeit von größter Bedeutung.

Welches Material eignet sich besser für Anwendungen mit geschmolzenem Aluminium: Sialon oder Siliziumnitrid?

Sialon ist die erste Wahl für den direkten Kontakt mit geschmolzenem Aluminium und anderen Nichteisenmetallen. Untersuchungen bestätigen , dass Sialon im Vergleich zu anderen feuerfesten Werkstoffen, einschließlich reinem Siliziumnitrid, eine bessere Beständigkeit gegenüber Benetzung und Angriff durch geschmolzene Nichteisenmetalle aufweist. Aus diesem Grund Heizrohre, Steigrohre und Thermoelement-Schutzrohre der Sialon ULTRA™-Serie ausschließlich aus Sialon und nicht aus Siliziumnitrid gefertigt.

Wann wurde Sialon entdeckt und wer hat es entwickelt?

Sialon wurde erstmals um 1971 von Forschern zweier britischer Gruppen beschrieben: der Newcastle University und des National Physical Laboratory (NPL). K. H. Jack vereinte Theorie und Laborarbeit in seiner wegweisenden Veröffentlichung „Sialons and related nitrogen ceramics“ im Journal of Materials Science (doi:10.1007/BF00553123) aus dem Jahr 1976. Die kommerzielle Nutzung nahm in den 1980er- und 1990er-Jahren rasant zu. In dieser Zeit entwickelten Hersteller neue Legierungen für Gießereianlagen, Schneidwerkzeuge und Thermoelementschutz.

Wie wähle ich zwischen Sialon und Siliziumnitrid für meine Anwendung?

Der entscheidende Faktor ist fast immer die Einsatzumgebung. Benötigen Sie höchste Härte, hohe Schnittgeschwindigkeiten oder Motorlagerteile, wählen Sie Siliziumnitrid. Müssen Ihre Werkstoffe wiederholtem Kontakt mit geschmolzenen Nichteisenmetallen, extremen Temperaturzyklen in Gießereianlagen oder chemischem Verschleiß in Prozessanlagen standhalten, dann ist Sialon die richtige Wahl. Sialon Ceramics bietet seit 1986 Lösungen für diese Materialfragen. Das Unternehmen fertigt nach Maß mit Toleranzen von ±0,02 mm und bietet eine auf Ihre spezifischen Anforderungen zugeschnittene Beratung.