Eine vergleichende Studie zur Biegefestigkeit: Aluminiumnitrid vs. Aluminiumoxid-Keramik

Die Biegefestigkeit bezieht sich im Allgemeinen auf die Fähigkeit eines Werkstoffs, unter Biegebelastung nicht zu brechen. Obwohl beide Werkstoffe über hervorragende Eigenschaften verfügen, unterscheidet sich ihre Biegeleistung aufgrund von Unterschieden in der Reinheit und im Sinterverfahren. Heute werden wir Aluminiumnitridkeramik und Aluminiumoxidkeramik mit einer Zugprüfmaschine auf der Grundlage einer üblichen Spannweite von 40 mm und Querschnittsabmessungen von etwa 4 mm × 3 mm prüfen, um die Kraft zu ermitteln, die beide Werkstoffe aushalten, bevor sie brechen. Dieser Wert ist die Biegefestigkeit.

Biegefestigkeit von Aluminiumnitrid

Beide Materialien wurden mit der gleichen Belastungsgeschwindigkeit, dem gleichen Abstand der Belastungspunkte und der gleichen Prüfumgebung getestet, um sicherzustellen, dass jede Probe unter völlig einheitlichen Bedingungen geprüft wurde. Zunächst wurde die Aluminiumnitridkeramik in die Zugprüfmaschine eingespannt, um die Prüfung zu beginnen.

Wie im Test zu sehen ist, nahm die auf das Aluminiumnitrid ausgeübte Kraft immer weiter zu, und die Aluminiumnitridkeramik zerbrach bei 348 N.

Projekt	AlN
Breite (mm)	4
Dicke (mm)	3
Untere Spannweite (mm)	36
Maximale Kraft (N)	348
Maximale Biegefestigkeit (MPa)	522

Biegefestigkeit von Aluminiumoxid

Die Aluminiumoxidkeramik wurde ebenfalls eingespannt, und dann begannen die Tests.

Es ist zu erkennen, dass Aluminiumnitrid unter den gleichen Bedingungen des Dreipunkt-Biegetests höheren Belastungen standhält und eine höhere Biegefestigkeit aufweist; Aluminiumoxid ist relativ schwach, liegt aber im normalen Bereich der Materialeigenschaften.

Projekt	Tonerde
Breite (mm)	4
Dicke (mm)	3
Untere Spannweite (mm)	36
Maximale Kraft (N)	253
Maximale Biegefestigkeit (MPa)	380

Schlussfolgerung

Obwohl Aluminiumnitrid eine bessere Biegebeständigkeit als Aluminiumoxid aufweist, sollten bei Konstruktionsentscheidungen nicht nur die Biegefestigkeit, sondern auch die thermomechanischen Eigenschaften, die dielektrischen Eigenschaften, die Kosten und die Herstellbarkeit berücksichtigt werden.