Werkstoffe technische Keramik

KERAMISCHE WERKSTOFFE - TECHNISCHE KERAMIK

TECHNISCH KERAMISCHE WERKSTOFFE

Der Begriff Keramik hat sich aufgrund der Vielfalt an Rohstoffen und Anwendungen historisch weiterentwickelt. Heute versteht man unter Keramik viele verschiedene Werkstoffe.
Keramische Werkstoffe gehören zur Gruppe der nichtmetallisch-anorganischen Werkstoffe, zu denen auch Gläser und Bindemittel mit Füllstoffen wie Zement, Kalk und Gips gehören. Diese drei Gruppen von Werkstoffen unterscheiden sich in der Art ihrer Herstellung. Keramische Werkstoffe werden bei Raumtemperatur aus einer Rohmasse geformt und erhalten ihre typischen Eigenschaften durch einen Sinterprozess. Keramiken sind also gesinterte Werkstoffe. Gläser werden aus einer Schmelze hergestellt und sind als unterkühlte Flüssigkeiten zu verstehen. Bindemittel mit Füllstoffen härten hydraulisch durch Kristallisation mit Wasser aus.
Keramische Werkstoffe können nach verschiedenen Kriterien eingeteilt werden. Das wichtigste Kriterium ist die chemische Zusammensetzung.
 
Oxid- und Nichtoxidkeramiken sowie bestimmte Arten von Silikatkeramiken werden hauptsächlich für technische Zwecke verwendet. Der Begriff technische Keramik wird häufig verwendet, um einfach auf die technische Verwendung der Werkstoffe hinzuweisen.
Nach den Anwendungsbereichen lassen sich keramische Werkstoffe in Gebrauchskeramik (z. B. Geschirrkeramik), Baukeramik und technische Keramik einteilen.
Ein weiteres Klassifizierungskriterium ist die Korngröße. Danach wird zwischen Grob- und Feinkeramik unterschieden. Keramiken für technische Anwendungen gehören zur Gruppe der Feinkeramiken.
 
Wir beschäftigen uns hauptsächlich mit Feinkeramik als technischer Keramik.
Die technische Keramik ist sehr vielfältig in der Anwendung in der Industrie, daher ist es für einen Entwickler oder Konstrukteur sehr schwierig, sich diesem Thema zu widmen.
Für Ihre Projekte oder keramischen Fragen stehen wir Ihnen jederzeit gerne zur Verfügung.

Al2O3_Kornstruktur

Aluminiumoxid ist der am häufigsten eingesetzte keramische Werkstoff. Dank seiner sehr guten elektrischen Isolierung, Durchschlagsfestigkeit und hohen Temperaturbeständigkeit bis hin zu 1750°C ist er ideal für elektrische Anwendungen und Hochtemperatureinsätze.

DIE VORTEILE VON ALUMINIUMOXID KERAMIK

  • Hohe Festigkeit

  • Hohe Härte

  • Gute Temperaturbeständigkeit

  • Hohe Verschleißfestigkeit

  • Hohe Korrosionsbeständigkeit bis zu hohen Temperaturbereichen

  • Hohe Biokompatibilität 

  • Ausgezeichnete tribologische Eigenschaften

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Zirkonoxid ist der Hochleistungswerkstoff unter den Oxidkeramiken. Er zeichnet sich durch außergewöhnliche Bruchzähigkeit, hohe Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit sowie eine niedrige Wärmeleitfähigkeit aus.

DIE VORTEILE VON ZIRKONOXID KERAMIK

  • Sehr hohe Bruchzähigkeit

  • Sehr hohe Biege- und Zugfestigkeit

  • Hohe Verschleißfestigkeit

  • Hohe Druckfestigkeit

  • Sehr niedrige thermische Leitfähigkeit

  • Wärmeausdehnung ähnlich wie Gusseisen

  • E-Modul vergleichbar mit Stahl

  • Sauerstoffionenleitfähigkeit

  • Sehr gute tribologische Eigenschaften

  • Exzellente Oberflächenbeschaffenheit und scharfe Kanten möglich

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Die optimalen Eigenschaften aus beiden Werkstoffen sind in unseren Mischoxidkeramiken realisiert.

 

-Hauptkomponente ZrO2 heißen ATZ (Alumina Toughened Zirconia)

-Hauptkomponente Al2O3 heißen ZTA (Zirconia Toughened Alumina) 

DIE VORTEILE VON MISCHOXID KERAMIKEN

Hintergrund der Mischungen ist es die „guten“ Eigenschaften aus beiden Oxiden zu kombinieren:

Die große Festigkeit und Zähigkeit des Zirkonoxids mit der Härte und Verschleißbeständigkeit des Aluminiumoxids.

Bei geeignetem Anteil an ZrO2 im ZTA Material bleibt auch die hohe elektrische Isolierung des Al2O3 erhalten.

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Leicht und doch enorm stabil – das zeichnet Siliciumkarbid aus. Auch bekannt als Siliziumcarbid oder Sliliziumkarbid, zeigt der keramische Werkstoff exzellente Eigenschaften für verschiedenste Einsatzgebiete. Bauteile aus Siliziumcarbid eignen sich optimal für Anwendungen, in welchen Verschleißfestigkeit, hohe Steifigkeit, Korrosions- und Temperaturbeständigkeit von essentieller Bedeutung sind.

DIE VORTEILE VON SILIZIUMKARBID

  • Hervorragende chemische Beständigkeit

  • Hohe Festigkeit

  • Exzellente Korrosionsbeständigkeit selbst bei sehr hohen Anwendungstemperaturen

  • Ausgezeichnete mechanische Hochtemperatureigenschaften

  • Gute Thermoschockbeständigkeit

  • Geringe Wärmeausdehnung

  • Sehr hohe Wärmeleitfähigkeit

  • Hohe Verschleißfestigkeit

  • Sehr hohe Steifigkeit

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Der keramische Werkstoff Siliciumnitrid (auch: Siliziumnitrid) ist das Allroundtalent unter den Technischen Keramiken. Mit seiner hohen Festigkeit und Bruchzähigkeit, sehr guten Thermoschockbeständigkeit sowie seiner hervorragenden Verschleiß- und Schlagfestigkeit eignet sich Siliciumnitrid für verschiedenste Anwendungsbereiche.

DIE VORTEILE VON SILIZIUMNITRID KERAMIK

  • Sehr gute Festigkeit bis in hohe Temperaturbereiche (>1200°C)

  • Exzellente Verschleiß- und Schlagfestigkeit

  • Hohe Härte

  • Bruchzähigkeit

  • Niedrige thermische Ausdehnung

  • Relativ niedrige Wärmeleitfähigkeit

  • Sehr gute Thermoschockbeständigkeit

  • Sehr gute chemische Beständigkeit

  • Elektrisch leitfähiges Material erhältlich

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Es verbindet die Leistung einer technischen Keramik mit der Vielseitigkeit eines Hochleistungskunststoffes – damit ist es ein hervorragend bearbeitbares Material. Durch Drehen und Fräsen können selbst anspruchsvollste Formstücke und kleinste Präzisionsteile gefertigt werden. Wenn die Leistung einer technischen Keramik benötigt wird und die Anwendung die Herstellung einer komplizierten Form erfordert, ist Macor®-Glaskeramik das ideale Material. Es hilft, die Zeit zwischen Entwicklung und Anwendung deutlich zu vermindern und dadurch die Kosten zu senken.

DIE VORTEILE VON MACOR® / GLASKERAMIK

  • Kosteneffektiv in der Verarbeitung

  • Komplexeste Formen möglich

  • Strahlenresistent

  • Niedrige Wärmeleitfähigkeit

  • Sehr hohe Gebrauchstemperatur

  • Guter elektrischer Isolator

  • Keine Porosität und keine Ausgasung

  • Kurze Durchlaufzeiten

  • Kein Glattbrand erforderlich

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