Glaskohlenstoff

Glasartiger Kohlenstoff SIGRADUR® ist ein hochtechnologischer Werkstoff aus reinem Kohlenstoff, der glasartige und keramische Eigenschaften mit denen des Graphits vereint. Im Gegensatz zu Graphit besitzt Glaskohlenstoff eine fullerenartige Mikrostruktur. Dadurch ergibt sich eine große Vielfalt positiver Materialeigenschaften.

Glaskohlenstoff SIGRADUR® zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:

• Hochtemperaturbeständigkeit unter Schutzgas oder Vakuum bis über 3000°C
• Hohe Reinheit
• Extreme Korrosionsbeständigkeit, hohe thermisch-chemische Beständigkeit
• Gas- und flüssigkeitsdicht, keine offene Porosität
• Keine Benetzung durch Schmelzen
• Hohe Härte und Festigkeit
• Geringe Dichte
• Hohe Oberflächengüte, keine Partikelgenerierung
• Geringe thermische Ausdehnung
• Extreme Thermoschockbeständigkeit
• Isotropie der physikalischen und chemischen Eigenschaften
• Gute elektrische Leitfähigkeit
• Biokompatibilität

Hochtemperaturbeständigkeit unter Schutzgas oder Vakuum bis über 3000°C

Glasartiger Kohlenstoff SIGRADUR® ist an Luft bis ca. 600°C und unter Vakuum oder Inertgas bis über 3000°C beständig. Im Gegensatz zu den meisten keramischen und metallischen Hochtemperaturwerkstoffen nimmt die Zug-, Druck- und Biegefestigkeit von Glaskohlenstoff mit steigender Temperatur bis ca. 2700 K zu. Glaskohlenstoff hat bei 2700 K etwa die doppelte Festigkeit wie bei Raumtemperatur. Im Vergleich zu metallischen und keramischen Werkstoffen tritt auch bei höchsten Temperaturen keine Versprödung auf.

Hohe Reinheit

Glasartiger Kohlenstoff SIGRADUR® besteht im Prinzip nur aus dem Element Kohlenstoff. Bereits die verwendeten Rohstoffe weisen einen extrem niedrigen Fremdelementgehalt auf. SIGRADUR® G wird über 2000°C erhitzt. Bei so hohen Temperaturen verdampfen viele Substanzen, sodass nur extrem wenig Fremdelemente zurückbleiben.

Durch die hohe Reinheit eignet sich Glaskohlenstoff für Anwendungen in der Analytik, Halbleiter- und Reinststofftechnik. Da Gefäße aus glasartigem Kohlenstoff keine Memory-Effekte zeigen, ist das Material im Bereich der Ultraspurenanalytik vielseitig einsetzbar.

Extreme Korrosionsbeständigkeit, hohe thermisch-chemische Beständigkeit

Glasartiger Kohlenstoff SIGRADUR® besitzt eine nahezu universelle Korrosionsbeständigkeit. Durch die geschlossene Mikrostruktur bildet Glaskohlenstoff keine Interkalationsverbindungen. Die Folge ist die außerordentlich hohe Korrosionsbeständigkeit gegen saure und alkalische Reagenzien und Schmelzen. Lediglich stark oxidierende Medien wie z.B. Sauerstoff über 600°C und oxidierenden Schmelzen greifen Glaskohlenstoff an. Jedoch haben auch hier Untersuchungen gezeigt, dass kein anderer Kohlenstoffwerkstoff so oxidationsstabil ist wie Glaskohlenstoff.

Durch die hohe Reinheit wird die katalytische Wirkung von Fremdelementen (Reaktionszentren) bezüglich Oxidation und Korrosion auf ein Minimum reduziert. Die Materialtype SIGRADUR® G besitzt eine höhere Korrosionsbeständigkeit gegenüber oxidierenden Medien, wie Salpetersäure, Perchlorsäure oder Sauerstoff. Die Oxidationsgeschwindigkeit von SIGRADUR® G ist in siedender 65%iger Salpetersäure 24fach geringer als die von SIGRADUR® K.

Gas- und flüssigkeitsdicht, keine offene Porosität

Glasartiger Kohlenstoff SIGRADUR® ist ein gas- und flüssigkeitsdichtes Material vergleichbar mit Quarzglas. Die Helium-Permeabilität beträgt nach der Vakuumverfallsmethode nur 10-11 cm2 s-1. Glaskohlenstoff eignet sich daher ausgezeichnet für die Vakuumtechnik.

Keine Benetzung durch Schmelzen

Glasartiger Kohlenstoff SIGRADUR® wird durch viele salzartige, metallische und keramische Schmelzen nicht benetzt. Dies ist besonders in der Metallurgie und Reinststofftechnik von Vorteil. Auch in der Glasindustrie wird Glaskohlenstoff erfolgreich eingesetzt, da er nicht von der flüssigen Glasschmelze benetzt wird.

Hohe Härte und Festigkeit

Die mechanischen Eigenschaften von glasartigem Kohlenstoff SIGRADUR®, wie z.B. Härte und Festigkeit, sind mit denen von Hochleistungskeramiken vergleichbar. Im Gegensatz zu den meisten keramischen und metallischen Hochtemperaturwerkstoffen nimmt die Zug-, Druck- und Biegefestigkeit von Glaskohlenstoff mit steigender Temperatur bis ca. 2700 K zu. Bei 2700 K hat Glaskohlenstoff etwa die doppelte Festigkeit wie bei Raumtemperatur. Link Physikalische Eigenschaften

Geringe Dichte

Glasartiger Kohlenstoff SIGRADUR® besitzt eine sehr geringe Dichte bei hoher Festigkeit. So haben z.B. Chargiergestelle aus Glaskohlenstoff durch die reduzierte Masse eine sehr geringe Wärmeaufnahme, was kurze Aufheiz- und Abkühlzeiten ermöglicht.

Auch im Leichtbau und bei hoch dynamisch beanspruchten Bauteilen wird Glaskohlenstoff auf Grund seiner geringen Dichte verwendet. Link Physikalische Eigenschaften

Hohe Oberflächengüte, keine Partikelgenerierung

Glasartiger Kohlenstoff SIGRADUR® hat eine hohe Oberflächengüte und lässt sich ausgezeichnet polieren.
Durch die harte und glatte Oberfläche zeigt Glaskohlenstoff keine Partikelgenerierung wie andere Kohlenstoffwerkstoffe und eignet sich daher ausgezeichnet für die Halbleiter- und Glasindustrie.

Geringe thermische Ausdehnung

Glasartiger Kohlenstoff SIGRADUR® besitzt eine sehr geringe, isotrope thermische Ausdehnung vergleichbar mit Quarzglas. Der Wärmeverzug wird somit auf ein Minimum reduziert.

Extreme Thermoschockbeständigkeit

Im Vergleich zu den meisten keramischen und metallischen Werkstoffen hat glasartiger Kohlenstoff SIGRADUR® eine außerordentlich hohe Thermoschockbeständigkeit. Dadurch sind schnelle Aufheiz- und Abkühlzeiten problemlos möglich.

Isotropie der physikalischen und chemischen Eigenschaften

Glasartiger Kohlenstoff SIGRADUR® ist ein isotroper Werkstoff. Auf Grund seiner fullerenartigen Mikrostruktur besitzt er keine richtungsabhängigen Materialeigenschaften.

Gute elektrische Leitfähigkeit

Glasartiger Kohlenstoff SIGRADUR® ist elektrisch leitfähig und eignet sich daher besonders für Anwendungen in der Elektrochemie bzw. Sensorik. Schmelztiegel aus Glaskohlenstoff können induktiv beheizt werden. Link Physikalische Eigenschaften

Biokompatibilität

Glasartiger Kohlenstoff SIGRADUR® ist gegen biologische Systeme inert und weist eine ausgezeichnete Blut- und Gewebeverträglichkeit auf. Gute mechanische Eigenschaften bei geringer Dichte, hohe Reinheit und Biokompatibilität machen glasartigen Kohlenstoff SIGRADUR® zu einem interessanten Werkstoff für die Medizintechnik und Biotechnologie.