Im Bereich der Hochtemperaturmetallurgie und der Induktionsschmelze beeinflussen Reinheit und Stabilität des Tiegels unmittelbar die Sauberkeit und Leistungsfähigkeit des Endmaterials. Für Hersteller nickelbasierter Superlegierungen, von Edelmetallen und fortschrittlichen Keramiken wird der hochreine Magnesiumoxid-Tiegel (MgO) zunehmend zum zentralen feuerfesten Behälter.

Magnesiumoxid (MgO) bietet hervorragende Eigenschaften:

• Schmelzpunkt von bis zu 2.852 °C;
• Hohe Beständigkeit gegenüber Metalloxiden und alkalischen Schlacken
• Höhere chemische Stabilität im Vergleich zu Al₂O₃;
• Gute elektrische Isoliereigenschaften und eine relativ geringe thermische Ausdehnung.
  Diese Eigenschaften machen MgO zum bevorzugten Tiegelmaterial für Induktionsöfen, Induktionsschmelzanlagen und Elektronenstrahlschmelzsysteme.

Fertigungsansatz von WEIERT Ceramics

Auf Grundlage von Studien zu hochreinen MgO-Keramiken (z. B. Industriedaten mit >99 % MgO-Gehalt und hoher Rohdichte) setzt Weiert Ceramics fortschrittliche Formgebungs- und Raffinationstechniken ein, um eine ausgezeichnete strukturelle Stabilität und Konsistenz zu gewährleisten.

• Der Prozess kombiniert die kaltisostatische Pressung (CIP) zur gleichmäßigen Partikelverteilung und hohen Verdichtung mit einer elektrofusionierten Rekristallisation zur Erzeugung gerichteter Körner und extrem geringer Verunreinigungen.

• Durch präzise kontrollierte Sinterparameter und den Einsatz ultrareiner MgO-Rohstoffe erreichen die resultierenden Tiegel Reinheiten von über 99,5 % sowie eine Rohdichte von etwa 3,4 g/cm³, was eine hervorragende thermische und chemische Stabilität gewährleistet.

Schutz vor Hydratation und Langzeitstabilität

Da MgO zur Hydratation neigt, werden folgende Maßnahmen angewendet:

• Mikrozugaben von Al₂O₃, CaO und Ga₂O₃ zur Verbesserung der Verdichtung und Reduzierung der Restporosität;
• Oberflächenbeschichtungen zur Porenversiegelung mittels Sol-Gel-Verfahren;
• Vakuumversiegelte, feuchtigkeitskontrollierte Verpackung während Lagerung und Transport.

Leistung und Anwendungen

Hochreine MgO-Tiegel werden eingesetzt für:

• Induktionsschmelzen nickelbasierter Superlegierungen;
• Raffination von Platin, Iridium, Palladium und anderen Edelmetallen;
• Schmelzen von Kathodenvorläufermaterialien für Lithium-Ionen-Batterien, Seltenerdoxiden sowie hochreinen Metallschmelzen.
  Unabhängige Werksdaten zeigen, dass die Tiegel von Weiert Ceramics in einer Vakuumumgebung bei 1.700 °C einen Dauerbetrieb von über 20 Stunden ohne strukturelles Versagen erreichen.

Zusammenfassung

Hochreine MgO-Tiegel repräsentieren die High-End-Entwicklung feuerfester Keramikmaterialien. Durch den Einsatz ultrareiner Rohstoffe und kundenspezifischer Sinterprozesse bietet Weiert Ceramics Tiegellösungen mit höherer Reinheit und längerer Lebensdauer.

Literaturverzeichnis：

• Jin Yan, Development of Magnesia Crucible Products, Ceramics, 2006.
• Chen Guangyao et al., Interface Reaction Mechanism between MgO Crucible and Ni-Based Superalloy, Journal of the Chinese Ceramic Society, 2024.
• Wu Chaowan, Studies on MgO Crucible in Vacuum Induction Furnace for Pure Iron Melting, Acta Metallurgica Sinica, 1964.