Sialon versus siliciumnitride: een vergelijkingsgids voor ingenieurs

Sialon en siliciumnitride hebben dezelfde chemische oorsprong, maar blinken uit in heel verschillende toepassingen. Deze gids behandelt de materiaalkunde, de geschiedenis en de selectiecriteria voor ingenieurs in de halfgeleiderindustrie en technische inkopers.

28 juli 2026 · 10 min. leestijd

---

TL;DR

Siliciumnitride (Si₃N₄) werd voor het eerst gesynthetiseerd in 1857 en ontwikkelde zich in de jaren zestig en zeventig tot een belangrijk technisch keramisch materiaal. Sialon – silicium-aluminium-oxynitride – is zijn jongere neef, ontdekt rond 1971 aan de Universiteit van Newcastle en het Britse National Physical Laboratory. Chemisch gezien is sialon siliciumnitride waarbij enkele silicium-stikstofbindingen zijn vervangen door aluminium-stikstof- en aluminium-zuurstofbindingen. Die vervanging klinkt bescheiden, maar verandert het gedrag van het materiaal op manieren die in de industriële praktijk van enorm belang zijn: sialon is aanzienlijk beter bestand tegen gesmolten non-ferrometalen en het doorstaan van snelle thermische cycli, terwijl siliciumnitride de overhand behoudt wat betreft ruwe hardheid en toepassingen waarbij met hoge snelheid wordt gesneden. Als uw proces gesmolten aluminium omvat – verwarmingsbuizen, stijgbuizen, thermokoppelbescherming, smeltkroezen – is sialon vrijwel zeker de juiste keuze. Als u gietijzer met hoge oppervlaktesnelheden bewerkt, wint siliciumnitride. Sialon Ceramics ApS produceert sinds 1986 componenten op basis van sialon en biedt het volledige assortiment producten aan dat in dit bericht wordt besproken.

Een verhaal over twee materialen die voortkomen uit dezelfde laboratoriumtraditie

Vraag een keramiekingenieur om het verschil tussen sialon en siliciumnitride uit te leggen, en je krijgt vaak een antwoord dat met dezelfde zin begint: „Nou, sialon is gebaseerd op siliciumnitride.” Dat is weliswaar waar, maar helpt vrijwel meteen al niets verder – net zoals de uitspraak „een dieselmotor is gebaseerd op een benzinemotor” technisch gezien juist is, maar een monteur niets vertelt over welke motor hij in een specifieke machine moet inbouwen.

Een beter uitgangspunt is de vraag waarvoor deze materialen zijn ontwikkeld: wat doe je als standaard vuurvast keramiek barst, corrodeert of wordt weggevreten door gesmolten aluminium?

Siliciumnitride bood onderzoekers het eerste serieuze antwoord op die vraag. Sialon bood hen een nog beter antwoord voor een specifieke subgroep van de meest veeleisende industriële omgevingen.

Beide materialen vinden hun oorsprong in dezelfde traditie binnen de materiaalkunde: de zoektocht naar keramische materialen die bestand zijn tegen temperaturen, thermische schokken en chemische omgevingen die metalen en traditionele oxiden zouden vernietigen. Als je begrijpt waar elk materiaal vandaan komt en wat de chemische eigenschappen ervan precies inhouden, worden de verschillen in toepassing duidelijk en niet langer willekeurig.

Het verhaal van siliciumnitride: van 1857 tot op de fabrieksvloer

Siliciumnitride heeft een opmerkelijk lange geschiedenis voor een industrieel materiaal. Het werd voor het eerst gesynthetiseerd in 1857 door de Franse chemici Henri Sainte-Claire Deville en Friedrich Wöhler – dezelfde Wöhler die ureum synthetiseerde en daarmee in feite de organische chemie op gang bracht. De ontdekking bleef een eeuw lang grotendeels onbenut. Interessante chemie, maar nog geen bruikbare techniek.

De echte doorbraak van het materiaal vond plaats in de jaren zestig en zeventig, gedreven door een heel specifiek doel: een keramische motor. Het idee was aantrekkelijk: metalen onderdelen in gasturbines en zuigermotoren vervangen door keramiek dat bij veel hogere temperaturen kon functioneren, waardoor uit elke verbrandingscyclus meer energie kon worden gehaald. Siliciumnitride werd in de jaren zestig en zeventig ontwikkeld in het kader van de zoektocht naar volledig dichte, zeer sterke en zeer taaie materialen die geschikt waren voor precies dit soort toepassingen.

In deze periode ontstonden drie productiemethoden, die elk verschillende afwegingen met zich meebrachten:

• Reactiegebonden siliciumnitride (RBSN) – vervaardigd door directe nitrering van samengeperst siliciumpoeder. Bijna-net-vorm, minimale bewerking, maar lagere dichtheid.
• Warmgeperst siliciumnitride (HPSN) – gesinterd onder invloed van warmte en druk, waardoor een hogere dichtheid en betere mechanische eigenschappen worden bereikt.
• Gesinterd siliciumnitride (SSN) – conventionele sintering met hulpstoffen, waardoor complexe vormen kunnen worden vervaardigd met prestaties die die van HPSN benaderen.

De droom van de keramische motor is nooit volledig werkelijkheid geworden – de technische uitdagingen bij de massaproductie van betrouwbare keramische onderdelen bleken groter dan verwacht, en het conservatieve ontwerpbeleid in de motorindustrie is volkomen rationeel wanneer het falen van een onderdeel catastrofale motorschade tot gevolg heeft. Maar siliciumnitride heeft een duurzame commerciële niche veroverd. Jaarlijks worden er ongeveer 300.000 gesinterde siliciumnitride-turbocompressorrotoren geproduceerd. De markt voor snijgereedschap bereikte een omzet van ongeveer 50 miljoen dollar per jaar. Hybride kogellagers met siliciumnitridekogels en stalen loopvlakken werden de standaard voor spindels van hoogtoerige werktuigmachines.

De belangrijkste eigenschappen van het materiaal verklaren waarom het juist op die gebieden succesvol was. Siliciumnitride heeft een lage dichtheid, een hoge temperatuursterkte, een uitstekende weerstand tegen thermische schokken, een uitstekende slijtvastheid, een goede breuktaaiheid, kruipbestendigheid en een goede oxidatiebestendigheid. Het is bovendien bestand tegen alle zuren, met uitzondering van verdund fluorwaterstofzuur en heet fosforzuur – een chemische inertie die het materiaal waardevol maakt in een breed scala aan procesomgevingen.

Het ontstaan van sialon: een door techniek tot stand gebrachte verbetering

Sialon was geen toevallige ontdekking. Het was het resultaat van doelgericht materiaalonderzoek, waarbij werd voortgebouwd op de bekende kristalstructuur van siliciumnitride en de vraag werd gesteld: wat gebeurt er als we silicium gedeeltelijk vervangen door aluminium?

Het antwoord kwam rond 1971, van onderzoekers aan de Universiteit van Newcastle en het Britse National Physical Laboratory. Het theoretische kader werd geconsolideerd in het invloedrijke artikel van K.H. Jack uit 1976 in het Journal of Materials Science, getiteld „Sialons and related nitrogen ceramics“ – een publicatie die in feite aan de basis stond van dit vakgebied en nog steeds als een fundamentele referentie geldt. Het overzichtsartikel van Cao en Metselaar uit 1991 in *Chemistry of Materials* bracht de snelle vooruitgang van de twee daaropvolgende decennia in kaart.

Het belangrijkste inzicht betrof de flexibiliteit in de samenstelling. Sialonen zijn keramische materialen op basis van silicium, aluminium, zuurstof en stikstof, die vaste oplossingen van siliciumnitride vormen waarin Si-N-bindingen gedeeltelijk worden vervangen door Al-N- en Al-O-bindingen. Het ladingsverschil dat door deze vervanging ontstaat , wordt gecompenseerd door toevoeging van metaalkationen – Li⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Y³⁺ en lanthaniden zijn veelgebruikte doteringen, die elk het eigenschappenprofiel van het materiaal veranderen.

Zo ontstond een reeks keramische materialen met drie verschillende kristalfasen, die elk hun eigen prestatiekenmerken hebben:

• Beta (β) sialon – de commercieel belangrijkste fase. Hexagonale structuur, formule Si₆₋ₙAlₙOₙN₈₋ₙ, waarbij n varieert van 0 tot 4,2. Het werkpaard voor structurele toepassingen bij hoge temperaturen.
• Alfa (α) sialon – trigonale structuur, formule Si₁₂₋ₘ₋ₙAlₘ₊ₙOₙN₁₆₋ₙ. Gestabiliseerd door toevoeging van zeldzame-aardmetalen; met name geschikt voor snijtoepassingen.
• O-prime (O’) sialon – orthorhombisch, met een beperktere samenstelling. Formule Si₂₋ₙAlₙO₁₊ₙN₂₋ₙ, waarbij n varieert van 0 tot 0,2.

Het praktische resultaat van deze aanpasbare chemie: fabrikanten kunnen sialon-samenstellingen ontwikkelen die zijn geoptimaliseerd voor specifieke toepassingsomgevingen, in plaats van te werken met één materiaal met vaste eigenschappen.

## Wat er chemisch gezien daadwerkelijk verandert: eigenschappen naast elkaar vergeleken

Wat de fysische eigenschappen betreft, lijken siliciumnitride en sialon op papier vrijwel hetzelfde. Beide zijn hard, beide hebben een lage thermische uitzetting, beide zijn bestand tegen thermische schokken en beide zijn bestand tegen hoge temperaturen. De verschillen worden pas doorslaggevend als je naar de uitersten kijkt – en juist in die uitersten worden industriële componenten ingezet.

Onroerend goed	Siliciumnitride (Si₃N₄)	Sialon (SiAlON)
Dichtheid	~3,17 g/cm³ (HPSN/SSN)	3,0-3,3 g/cm³ (afhankelijk van de fase)
Hardheid	Mohs 8,5; gammafase ~35 GPa	Mohs 8-9 (afhankelijk van de samenstelling)
Thermische uitzetting	Laag	Zeer laag
Weerstand tegen thermische schokken	Goed	Uitzonderlijk
Weerstand van gesmolten non-ferrometaal	Goed	Uitzonderlijk – beter dan aluminiumoxide en Si₃N₄
Oxidatiebestendigheid	Goed (zelfbeschermende SiO₂-laag)	Geschikt tot boven 1000 °C
Chemische inertie	Is bestand tegen de meeste zuren, met uitzondering van HF en heet H₃PO₄	Hoge chemische stabiliteit; versterkt door Al-O-substitutie
Praktische maximale bedrijfstemperatuur	~1.200–1.400 °C in lucht (het materiaal ontleedt bij 1.850 °C – een theoretische grens, geen werkbare temperatuur)	Tot ~1.400 °C, afhankelijk van het product; verwarmingsbuizen geschikt tot 1.100 °C, beschermbuizen voor thermokoppels tot ~1.400 °C

De twee belangrijkste verschillen geven een duidelijk beeld van het selectieproces.

Wat hardheid betreft, heeft siliciumnitride de overhand – met name de gammafase bereikt buitengewone waarden. Daarom is siliciumnitride toonaangevend bij snijgereedschappen. Het kan gietijzer en superlegeringen op nikkelbasis bewerken met oppervlaktesnelheden die tot 25 keer hoger liggen dan die van wolfraamcarbide. Sialon wordt ook gebruikt in snijgereedschappen, met name voor het bewerken van chill-gietijzer, maar voor de hardste en snelste sneden komt siliciumnitride qua absolute cijfers doorgaans als winnaar uit de bus.

Wat betreft de weerstand tegen gesmolten metaal is de volgorde omgekeerd. Sialonen vertonen een uitzonderlijke weerstand tegen bevochtiging of corrosie door gesmolten non-ferrometalen, in vergelijking met andere vuurvaste materialen zoals aluminiumoxide – en die vergelijking omvat ook gewoon siliciumnitride. De Al-O-substituties in het kristalrooster zorgen voor een keramische matrix die inherent bestand is tegen oplossen en bevochtiging door gesmolten aluminium en soortgelijke metalen. Een sialonbuis die wordt ondergedompeld in gesmolten aluminium bij 750 °C blijft intact, terwijl een aluminiumoxybuis binnen enkele uren zou worden aangetast en een stalen onderdeel simpelweg zou oplossen.

Bij thermische schokken biedt de zeer lage thermische uitzettingscoëfficiënt van sialon een voordeel bij toepassingen met snelle, herhaalde temperatuurwisselingen – precies de werkcyclus van een gieterijonderdeel dat herhaaldelijk, tientallen keren per dag, in gesmolten metaal wordt ondergedompeld en er weer uit wordt gehaald.

Waar elk materiaal thuishoort: toepassingskaart

Als je de verschillen tussen de eigenschappen begrijpt, wordt de opsplitsing van de toepassing intuïtief.

### Siliciumnitride: precisie, snelheid en roterende onderdelen

Dankzij de combinatie van hoge hardheid, breuktaaiheid, slijtvastheid en lage dichtheid is siliciumnitride het materiaal bij uitstek voor alle toepassingen waarbij rotatie- of snijprestaties het belangrijkste ontwerpcriterium zijn.

Turbocompressoren vormen de toepassing met het grootste productievolume. Jaarlijks worden er ongeveer 300.000 rotoren van siliciumnitride voor turbocompressoren geproduceerd. De lage dichtheid speelt hierbij een belangrijke rol: een lichtere rotor heeft een lagere rotatie-inertie, wat zorgt voor een snellere opbouwtijd en minder motorvertraging. Turbocompressoren van siliciumnitride worden zowel in diesel- als in vonkontstekingsmotoren gebruikt; Japan was een pionier op het gebied van lichte toepassingen, terwijl de VS zich richtte op middelzware en zware toepassingen.

Naast turbocompressoren omvatten de motoronderdelen onder meer dieselgloeibougies voor een snellere koude start, voorverbrandingskamers voor lagere emissies en een stillere werking, tuimelaarlagers voor minder slijtage en uitlaatgasregelkleppen.

Lagers vormen een volwassen commerciële toepassing. Hybride kogellagers – keramische kogels in stalen loopvlakken – verbeteren de levensduur, het toerentalvermogen en de corrosiebestendigheid in vergelijking met volledig stalen lagers. Spindels van werktuigmachines draaien regelmatig op snelheden die stalen lagers zonder smering niet kunnen verdragen; hybride lagers van siliciumnitride maken droog bedrijf bij hoge snelheden mogelijk. Tandartsboren maken juist gebruik van siliciumnitride-lagers omdat deze kunnen worden gesteriliseerd zonder dat ze gaan roesten of in kwaliteit achteruitgaan. Volledig keramische lagers worden toegepast in getijdenstromenmeters, waar corrosie door zeewater het gebruik van metaal onmogelijk maakt.

Snijgereedschappen – gereedschappen op basis van siliciumnitride bewerken gietijzer en nikkelsuperlegeringen met snelheden die 25 keer hoger liggen dan de limieten van wolfraamcarbide. De auto- en luchtvaartindustrie zijn de belangrijkste afnemers. Een belangrijk voorbehoud: siliciumnitride is niet erg geschikt voor het bewerken van aluminiumlegeringen met een hoog siliciumgehalte – wat betekent dat de groei ervan op het gebied van snijgereedschappen voor de auto-industrie wordt beperkt, nu autofabrikanten steeds vaker overstappen op motoren met een aluminium cilinderblok.

Ook in industriële apparatuur voor inductieverwarming en weerstandslassen wordt siliciumnitride gebruikt, waarbij gebruik wordt gemaakt van de elektrische isolatie, de lage warmtegeleiding en de weerstand tegen thermische schokken van dit materiaal. Booglasmondstukken vormen een stabiele afzetmarkt voor reactiegebonden siliciumnitride.

Sialon: de gieterijvloer en de verwerking van gesmolten metaal

Het belangrijkste voordeel van sialon – de uitzonderlijke weerstand tegen aantasting door gesmolten non-ferrometalen – heeft ervoor gezorgd dat het het standaardmateriaal is geworden voor de non-ferrometallurgie en gieterijactiviteiten.

De verwerking van non-ferrometalen is het belangrijkste toepassingsgebied van sialon. Het materiaal wordt gebruikt in metaaltoevoerbuizen voor het spuitgieten van aluminium, branders en dompelverwarmingsbuizen, injectorbuizen, ontgassingsapparatuur, beschermbuizen voor thermokoppels, smeltkroezen en gietlepels. Al deze onderdelen komen in direct contact met gesmolten aluminium of soortgelijke metalen – omgevingen waarin zowel conventionele keramiek als metalen binnen enkele uren chemisch worden aangetast. Sialon is bestand tegen duizenden thermische cycli en jarenlange continue blootstelling aan gesmolten metaal.

Het mechanisme is geen toverkunst: de Al-O-vervangingen in het sialonrooster zorgen voor een keramische matrix die gewoonweg niet goed bevochtigd wordt door gesmolten aluminium, waardoor het metaal niet kan binnendringen of de korrelgrenzen chemisch kan aantasten, zoals dat wel gebeurt bij aluminiumoxide of conventioneel siliciumnitride. Het resultaat is een meetbaar langere levensduur – 30% langer dan bij standaard technische keramiek in vergelijkbare gieterijtoepassingen.

Bij lagedrukgieten (LPDC) worden sialon-vulbuizen gebruikt om de stroom van gesmolten metaal in precisiemallen te regelen. Bij het gieten van onderdelen voor de lucht- en ruimtevaart – waar onderdelen van aluminiumlegeringen cyclus na cyclus volgens strakke maattoleranties moeten worden geproduceerd – ondergaat de vulbuis honderden dompel- en terugtrekcycli per dag. Dankzij de weerstand tegen thermische schokken en de chemische stabiliteit van sialon gaan deze buizen maanden in plaats van dagen mee.

De chemische en procesindustrieën maken gebruik van sialon wanneer zowel chemische corrosiebestendigheid als thermische stabiliteit tegelijkertijd vereist zijn – omstandigheden die zelfs de beste oxidekeramiek op de proef stellen.

De olie- en gassector is een kleinere maar belangrijke sector: dankzij de combinatie van chemische stabiliteit, corrosiebestendigheid en slijtvastheid is sialon uitermate geschikt voor verwerkingsapparatuur die wordt blootgesteld aan hete, agressieve vloeistoffen.

Een onverwachte toepassing: LED-fosforen. Met europium gedoteerd β-SiAlON absorbeert ultraviolet en zichtbaar licht en zendt een intense, breedbandige zichtbare straling uit – een fotoluminescente eigenschap die het materiaal waardevol maakt als groene downconversiefosfor voor witte LED’s. De luminantie en kleur blijven stabiel bij temperatuurschommelingen dankzij de temperatuurstabiele kristalstructuur, waardoor het beter presteert dan veel concurrerende fosformaterialen. Sialon-tandwielen kunnen zelfs binnen 2 seconden bij ongeveer 1200 °C uit staafmateriaal worden gesmeed, wat het vermogen tot superplastische vervorming aantoont en de weg vrijmaakt voor complexe precisieonderdelen.

## Productie: beide zijn moeilijk te maken, maar op verschillende manieren

Beide materialen kampen met de uitdaging die inherent is aan siliciumnitridekeramiek: siliciumnitride kan niet tot boven 1850 °C worden verhit zonder te ontleden, waardoor conventionele methoden voor verdichting bij hoge temperaturen niet in aanmerking komen. Bij conventioneel sinteren zijn sinterhulpmiddelen nodig die sinteren in de vloeibare fase opwekken – de samenstelling van de glasfase aan de korrelgrenzen heeft een aanzienlijke invloed op de prestaties bij hoge temperaturen en vormt een belangrijk aandachtsgebied binnen de huidige materiaalkunde.

De productie van sialon is complexer. Bij de productie worden siliciumnitride, aluminiumoxide, aluminiumnitride, siliciumdioxide en het oxide van een zeldzaam-aardmetaal met elkaar gecombineerd, waarna het mengsel wordt verdicht door middel van drukloos sinteren of heet-isostatisch persen. Er wordt veelvuldig melding gemaakt van abnormale korrelgroei, wat leidt tot bimodale korrelgrootteverdelingen die van invloed zijn op de uiteindelijke mechanische eigenschappen.

Het voordeel van deze extra complexiteit is de hierboven besproken samenstellingsflexibiliteit – juist het vermogen om de verhouding tussen de kristalfasen en de concentratie van het doteringsmiddel af te stemmen op een specifieke toepassingsomgeving maakt sialon tot een beter alternatief dan siliciumnitride voor de problemen waarbij het de overhand heeft.

Een belangrijk verschil in de productie: de eigenschappen van siliciumnitride hangen sterk af van de fabricagemethode – het kan niet als één enkel materiaal worden beschouwd. Een RBSN-component en een HPSN-component met hetzelfde label „siliciumnitride“ kunnen aanzienlijk verschillen in dichtheid, sterkte en prestaties. Hetzelfde geldt voor sialon – de fasesamenstelling, de keuze van de doteringsstoffen en het fabricageproces bepalen allemaal het uiteindelijke gedrag van het materiaal. Daarom komt de materiaalkeuze bij technische keramiek nooit neer op het simpelweg kiezen van een materiaalaanduiding uit een lijst.

Een beslissing nemen: een praktisch selectiekader

Het onderzoek en het historische beeld dat hier naar voren komt, leiden tot een vrij duidelijk besluitvormingskader:

Kies voor siliciumnitride wanneer:

• De maximale hardheid is bepalend voor de prestaties (snijgereedschappen, schuurtoepassingen)
• De toepassing omvat roterende onderdelen waarbij een lage dichtheid van belang is (turbocompressoren, lagers)
• Je hebt chemische inertie nodig zonder de complexe samenstelling van sialon
• De bedrijfsomgeving is oxiderend bij zeer hoge temperaturen
• De kostengevoeligheid is groot en de extreme corrosiebestendigheid van sialon is niet nodig

Kies voor sialon wanneer:

• Het onderdeel komt in contact met gesmolten non-ferrometalen (aluminium, zink, tin, loodlegeringen)
• Er vinden intensieve en frequente thermische cycli plaats (gieterijapparatuur, stijgbuizen, dompelverwarmers)
• Zowel weerstand tegen thermische schokken als weerstand tegen chemische corrosie zijn tegelijkertijd vereist
• Componenten moeten een lange levensduur hebben in veeleisende chemische procesomgevingen
• U ontwikkelt LED-fosforen die een temperatuurstabiele luminescentie vereisen

De meest voorkomende kostbare fout is het kiezen van siliciumnitride – of erger nog, aluminiumoxide – voor onderdelen die in direct contact staan met gesmolten aluminium. Het verschil in aanschafkosten lijkt op het eerste gezicht klein. Het verschil in vervangingsfrequentie en stilstandkosten is dat echter niet.

Een handige vuistregel: als het onderdeel in contact komt met gesmolten metaal, kies dan voor sialon. Als het metaal snijdt, kies dan voor siliciumnitride.

Probeer Sialon Ceramics ApS eens

Sialon Ceramics ApS produceert al sinds 1986 technisch keramiek op basis van sialon – vier decennia waarin de exacte materiaal- en ontwerpkeuzes die in dit bericht worden beschreven, steeds verder zijn verfijnd. Hun Sialon ULTRA™-productlijn biedt een 30% langere levensduur dan standaard technisch keramiek, met een garantie van 12 maanden tegen chemische aantasting in gesmolten aluminium. De producten bestrijken het volledige spectrum van gieterij- en metallurgische toepassingen: verwarmingsbuizen, stijgbuizen voor lagedruk-spuitgieten, beschermbuizen voor thermokoppels tot 1600 mm, op maat bewerkte componenten met toleranties tot ±0,02 mm, en de XICRU™-gieterijsmeltkroezen – ’s werelds grootste geproduceerde sialon-smeltkroezen, met een breedte tot 1,5 meter. Hun XICAR™-lijn van gesinterd siliciumcarbide breidt het assortiment uit tot 1900 °C voor toepassingen die zelfs de thermische grenzen van sialon overschrijden.

---

Veelgestelde vragen

Waar staat de afkorting Sialon voor?

Sialon staat voorsilicium-aluminium-oxynitride. De naam is een directe chemische omschrijving: het materiaal is een vaste oplossing van siliciumnitride (_Si₃N₄) waarin sommige silicium-stikstofbindingen zijn vervangen door aluminium-stikstof- en aluminium-zuurstofbindingen. Sialon Ceramics ApS – sialon.com – ontleent zijn naam rechtstreeks aan dit materiaal en produceert sinds 1986 producten op basis van sialon.

Is sialon harder of zachter dan siliciumnitride?

Siliciumnitride scoort beter op het gebied van ruwe hardheid: de gammafase van_Si₃N₄ bereikt ongeveer 35 GPa, waardoor het een van de hardste bekende keramische materialen is. Standaard sialon ligt doorgaans tussen Mohs 8 en 9, iets onder die piek. Voor snijgereedschappen waarbij hardheid van cruciaal belang is, komt siliciumnitride doorgaans als winnaar uit de bus. Waar sialon dit compenseert – en vaak zelfs beter presteert – is op het gebied van thermische schokbestendigheid en weerstand tegen aantasting door gesmolten metalen; dit zijn de eigenschappen die het belangrijkst zijn in gieterijomgevingen.

Wat is beter voor toepassingen met gesmolten aluminium: sialon of siliciumnitride?

Sialon is het materiaal bij uitstek voor direct contact met gesmolten aluminium en andere non-ferrometalen. Onderzoek toont aan dat sialon een uitzonderlijke weerstand biedt tegen bevochtiging en corrosie door gesmolten non-ferrometalen in vergelijking met andere vuurvaste materialen, waaronder gewoon siliciumnitride. Daarom zijn Sialon ULTRA™-verwarmingsbuizen, stijgbuizen en beschermbuizen voor thermokoppels allemaal vervaardigd uit sialon in plaats van siliciumnitride.

Wanneer werd sialon ontdekt, en wie heeft het ontwikkeld?

Sialon werd voor het eerst beschreven rond 1971 door onderzoekers van twee Britse instellingen: de Universiteit van Newcastle en het National Physical Laboratory (NPL). De theoretische en experimentele basis werd versterkt door het baanbrekende artikel van K.H. Jack uit 1976, getiteld „Sialons and related nitrogen ceramics”, gepubliceerd in het Journal of Materials Science (doi:10.1007/BF00553123). De commerciële toepassing kwam in de jaren tachtig en negentig in een stroomversnelling toen fabrikanten gespecialiseerde samenstellingen ontwikkelden voor gieterijapparatuur, snijgereedschappen en de bescherming van thermokoppels.

Hoe kies ik tussen sialon en siliciumnitride voor mijn toepassing?

De doorslaggevende factor is vrijwel altijd de gebruiksomgeving. Als u maximale hardheid, hoge snijsnelheden voor snijgereedschap of onderdelen voor motorlagers nodig hebt: siliciumnitride. Als uw materiaal herhaaldelijk contact met gesmolten non-ferrometalen, snelle thermische cycli in gieterijapparatuur of chemische corrosie in de procesindustrie moet kunnen weerstaan: sialon. Voor advies op maat voor uw specifieke toepassing: Sialon Ceramics lost al sinds 1986 deze materiaalkeuzeproblemen op en biedt maatwerk met toleranties tot ±0,02 mm.