Die Vielfalt der technischen Keramik
Ob im Büro, in der Fertigung oder in anderen Bereichen: Die technische Keramik ist in zahlreichen Dingen enthalten, und überall erbringen die Produkte Höchstleistungen. In Bereichen, wo andere Materialien schnell an ihre Grenzen stossen, spielt die technische Keramik und deren Eigenschaften eine unverzichtbare Rolle. Unter folgenden Bedingungen verrichtet sie von der industriellen Produktion bis zu Hightech-Anwendungen zuverlässig die ihr zugedachten Aufgaben:
● extreme Temperaturen
● enorme Belastungen
● elektrische Spannung
● Biokompatible Implantate im menschlichen Körper
● Sehr hohe Druckfestigkeiten
● Sehr hohe Verschleissfestigkeiten
● Sehr geringe Dichten aller Keramiken gegenüber Metallen
Technische Keramik aus Aluminiumoxid
Aluminiumoxid mit der chemischen Formel Al2O3 wird aufgrund seiner Eigenschaften und der guten Verfügbarkeit sehr häufig eingesetzt, um daraus hochmoderne Keramikbauteile herzustellen. Dabei wird die Keramik in verschiedenen Modifikationen genutzt.
Eigenschaften Aluminiumoxid
Der hochmoderne Werkstoff bietet unter anderem für die Industrie, die Medizin oder für die Herstellung von elektrischen/elektronischen Geräten und Komponenten ein breites Einsatzspektrum.
Er besitzt gegenüber hohen Temperaturen eine sehr ausgeprägte mechanische Beständigkeit. Ohne eine mechanische Belastung kann sich die Einsatztemperatur in Bereichen von 1000 bis 1500 °C bewegen.
Weiterhin besitzt der Werkstoff eine gute Wärmeleitfähigkeit. Hier werden Werte von 20 bis 30 W/mK erreicht.
Aluminiumoxid zeichnet sich mit 15 bis 19 Gpa durch eine hohe Härte aus.
Die mechanische Festigkeit bewegt sich im Bereich von ca. 300 bis 630 MPa. Die Druckfestigkeit spricht mit 2000 bis 4000 MPa für sich.
Dank des hohen elektrischen Widerstands eignet sich diese technische Keramik optimal als Isolator im Elektrobereich.
Der Hightech-Werkstoff ist sehr widerstandsfähig gegenüber mechanischen Belastungen, es ist nur ein sehr geringer Verschleiss zu beobachten.
Mit seiner hohen Beständigkeit gegenüber Korrosion kann die technische Keramik aus Aluminiumoxid auch unter schwierigen Bedingungen über einen langen Zeitraum eingesetzt werden.
Gute Gleiteigenschaften prädestinieren den Werkstoff für die Herstellung von Gleitlagern oder ähnlichen Produkten, die diese Voraussetzungen erfordern.
Eine gute Biokompatibilität und Lebensmittelverträglichkeit sorgt auch in sensiblen Bereichen wie der Medizin für vielfältige Einsatzmöglichkeiten.
Aluminiumoxid Herstellung
Grosstechnisch erfolgt die Herstellung von Aluminiumoxid aus dem Mineral Bauxit. Eine Schätzung der weltweiten Bauxitvorkommen beläuft sich auf ungefähr 20 Milliarden Tonnen. Pro Jahr werden global circa 100 Millionen Tonnen des Minerals gefördert.
Australien weist nicht nur die grössten Vorkommen, sondern auch gleichzeitig die grösste Fördermenge auf. Saphire und Rubine sind seltene und sicher die optisch schönsten Modifikationen von Aluminiumoxid. Beide sind als Edelsteine bekannt und finden nicht nur in der Schmuckindustrie Verwendung.
Für die Herstellung von Aluminiumoxid wird das sogenannte Bayer-Verfahren angewendet: Im ersten Schritt gilt es, die enthaltenen Eisenoxide Hämatit und Goethit zu trennen.
Aluminiumoxid Anwendung
Die grösste wirtschaftliche Bedeutung dürfte Aluminiumoxid als Zwischenprodukt der Aluminiumherstellung haben. Weltweit werden rund 90 % der Produktion dafür verwendet.
Automobilindustrie
Dabei gestalten sich die Anwendungsmöglichkeiten des Werkstoffs deutlich vielfältiger. Als Adsorbens und als Katalysatorträger findet es ebenso wie als Katalysator selbst in der Industrie verbreitet Anwendung.
Elektro-, und Elektronikindustrie
Auch die Elektroindustrie nutzt die Vorzüge. Als technische Keramik kommt sie in vielen Bereichen zum Einsatz. Dank des geringen dielektrischen Verlustfaktors bietet sich ein Einsatz als zuverlässiges Dielektrikum an. Dielektrika werden unter anderem in Kondensatoren, in Hochfrequenz- und Hochspannungsbauteilen sowie in Kabeln verwendet.
Medtechindustrie
Im Bereich der Medizin hat sich die technische Keramik längst einen festen Platz gesichert. Die Kugelköpfe von Hüftimplantaten bestehen aus dem vielseitigen Material. Die Dentalmedizin nutzt Aluminiumoxid, um daraus festsitzenden Zahnersatz herzustellen.
Textilindustrie
Das Aluminiumoxid Keramik hat sich in der Textilindustrie seit jahrzehnten bereits bewährt und etabliert. Es ist nicht mehr aus den einzelnen Prozessen der Fadenherstellung wegzudenken. Eigenschaften wie Härte, Verschleissfestigkeit, tiefe Herstellungskosten und polierte Oberflächen spielen dabei eine wesentliche Rolle.
Die Anwendungsgebiete sind sehr breit, sodass wir nur einige aufzählen können.