Nieuwe keramische stof is bestand tegen temperatuur tot 2000ß8

De temperatuur die keramische materialen kunnen verdragen zonder te ontleden neemt nog steeds toe. Nog maar enkele jaren geleden werd voorspeld dat voor materialen die siliciumnitride bevatten de absolute grens bij 1500ß8 C zou liggen.

Begin vorig jaar maakten Duitse onderzoekers echter bekend een keramisch materiaal te hebben gemaakt dat bestand was tegen temperaturen van 1600 tot 1700ß8 C. En nu hebben dezelfde onderzoekers, verbonden aan de Technische Hogeschool in Darmstadt en het Max-Planck-Instituut voor Metaalonderzoek in Stuttgart, een keramisch materiaal gemaakt dat bestand is tegen temperaturen tot 2000ß8 C, 700 tot 800 graden meer dan de nu in de handel verkrijgbare keramische materialen kunnen verdragen.

Het keramische materiaal is een composiet van siliciumnitride en siliciumcarbide dat ook borium bevat. Het wordt gemaakt uit polyorganoborosilazaan, dat op zijn beurt wordt bereid uit dimethylsulfideboraan en dichloormethylvinylsilaan. Op het reactieproduct van deze twee stoffen wordt polycondensatie toegepast, waardoor een wit poeder ontstaat dat bij verhitting tot 1000ß8 C overgaat in een keramische stof met een amorfe structuur en de chemische samenstelling Si-}.&-0;B-&Crcub;.&-0;-&Nrcub;.&-3;-}.&-0;. Wordt deze stof verder verhit, dan begint hij bij een temperatuur van 1700ß8 C uit te kristalliseren in een composiet van kristallen siliciumnitride en siliciumcarbide. Dit proces is, zonder noemenswaardige verandering in de samenstelling, voltooid bij een temperatuur van 2000ß8 C (Nature, 29 augustus).

Uit de eerste metingen blijkt dat nieuwe stof een aanzienlijk grotere thermische stabiliteit heeft dan zuiver siliciumnitride en andere materialen die op deze verbinding zijn gebaseerd. Pas bij een temperatuur boven de 2000ß8 C begint de stof te ontleden. De oorzaak van deze grotere stabiliteit is nog niet geheel duidelijk, maar moet volgens de onderzoekers waarschijnlijk worden gezocht in de stabiliserende invloed van het borium. Het uitgangsmateriaal (polyorganoborosilazaan) kan zowel worden gesponnen tot vezels als worden verdicht tot grotere vormen. De toepassingen van het materiaal liggen op het gebied van bijvoorbeeld onderdelen van gasturbines, verbrandingsmotoren en katalytische warmtewisselaars. (George Beekman)