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Technische Keramik Als technische Keramik werden Keramikwerkstoffe bezeichnet die in ihren Eigenschaften auf technische

Technische Keramik

Als technische Keramik werden Keramikwerkstoffe bezeichnet, die in ihren Eigenschaften auf technische Anwendungen hin optimiert wurden. Sie unterscheidet sich von den dekorativ eingesetzten Keramiken oder Geschirr (Gebrauchskeramik), Fliesen oder Sanitärobjekten u. a. durch die Reinheit und die enger tolerierte Korngröße (Kornband) ihrer Ausgangsstoffe sowie oft durch spezielle Brennverfahren (z. B. heißisostatisches Pressen, Brennen unter reduzierender Atmosphäre).

Keramische Wälzlager können hohe Lasten aufnehmen
Feuerfeste Produkte aus Siliziumcarbid
Bremsscheibe eines Porsche aus Keramik

Weitere Bezeichnungen für technische Keramik sind Ingenieurkeramik, Hochleistungskeramik, Industriekeramik oder industrielle Keramik.

Keramikwerkstoffe, die spezielle elektrische oder piezoelektrische Eigenschaften besitzen, werden auch als Funktionskeramiken bezeichnet.

Seit den ersten technischen Anwendungen von Porzellan als elektrische Isolatoren in der Mitte des 19. Jahrhunderts kann man von technischer Keramik sprechen.

Allgemeines Bearbeiten

Keramische Werkstoffe sind anorganisch, nicht-metallisch und polykristallin. In der Regel werden sie bei Raumtemperatur aus einer aus Keramikpulver, organischem Binder und Flüssigkeit gebildeten Rohmasse geformt und erhalten ihre typischen Werkstoffeigenschaften erst in einem Sintervorgang bei hohen Temperaturen.

Hier liegt der große Unterschied zu vielen anderen Werkstoffklassen, insbesondere den Metallen. Während diese nach der Verhüttung bereits vor der Formgebung ihre wesentlichen Materialkennzeichen aufweisen, sind beim keramischen Produkt Werkstoffeigenschaften, Form und Größe untrennbar mit den Herstellprozessschritten verbunden, bestehend aus Aufbereitung des Pulvers, Formgebung und Brand. Die eigentliche Ingenieurleistung liegt daher in der genauen Gestaltung der Herstellung und hier vor allem in der gezielten Beeinflussung der Mikrostrukturen im abschließenden Sinterprozess.

Spielen beim Stahl zum Beispiel der Kohlenstoff- oder Chromgehalt eine Rolle und bei Kunststoffen die Wahl der Reaktionspartner und deren Vernetzungsgrad, kommt es bei den keramischen Werkstoffen nicht nur darauf an, welches Grundmaterial (Bornitrid, Siliciumcarbid oder Aluminiumoxid) den Grundkörper bildet, sondern hier entscheidet vielmehr Art und Häufigkeit von Fehlstellen (zum Beispiel Poren, Mikrorisse, geringste Fremdstoffanteile) im fertigen Bauteil über die konkreten Eigenschaften. Die anwendungsbezogene Variation der Eigenschaften keramischer Werkstoffe geschieht daher in weit stärkerem Maße durch die Gestaltung der Prozessschritte, als dies bei Metallen der Fall ist. Durch unterschiedliche Brennverfahren und Brennatmosphären sowie durch die Korngröße und Brenntemperatur lassen sich verschiedenste Eigenschaften des gleichen Stoffgemisches erzielen. Ein Beispiel ist der Reaktionsbrand, mit dem Silizium-angereichertes Siliziumkarbid (SiC) unter Schutzgas aus Silizium- und Kohlenstoffpulver gefertigt wird. Ohne die sonst übliche Schrumpfung beim Sintern lassen sich hierdurch komplexe, vergleichsweise große Strukturen herstellen. SiSiC hat die hohe Härte, Wärmeleitfähigkeit, chemische Beständigkeit und Korrosionsfestigkeit des Siliciumcarbids, das in den Poren eingebettete Silizium verbessert jedoch die Oxidationsbeständigkeit, so dass diese Keramik sich für den Einsatz als Heizelement oder Konstruktionsteil in Brennöfen eignet.

Mit der Größe und Form eines keramischen Bauteils steigt die technische Herausforderung in der Herstellung: es muss ein gleichförmiges, homogenes Gefüge über ein großes Volumen erhalten bleiben, obwohl die Wärmezufuhr beim Brand nur von außen möglich ist. Gegenwärtig gehören zu den weltweit größten keramischen Bauteilen in der technischen Keramik Heizrohre für Metallglüh-, Schmiede- und Härteöfen. Sie erreichen Ausmaße von bis zu 3 Metern Länge und bis zu 30 cm Durchmesser. Ca. 40 Hersteller weltweit sind in der Lage, Produkte aus Ingenieurkeramik mit diesen Dimensionen herzustellen.

Werkstoffeigenschaften Bearbeiten

Technische Keramik kann folgende recht unterschiedliche Materialeigenschaften besitzen:

Wie bei konventioneller Keramik erfolgt die Herstellung durch Zusammenbacken von kristallinen Pulvern, dem Sintern. Zur Sicherstellung konstanter Werkstoffqualität und Zuverlässigkeit ist die Herstellung hochreiner Pulver definierter, feiner Körnung (teilweise unter 1 µm), deren Aufbereitung mit Sinterhilfsmitteln und die Trocknung und Sinterung von großer Bedeutung. Beim Brand (Sinterung) bleibt die Korngröße erhalten oder nimmt durch Kornwachstum zu. Während man für mechanische Anwendungen und Vielschichtkondensatoren kleine Korngrößen anstrebt, muss z. B. bei Brennerrohren für Gasentladungslampen (Natriumdampflampen, Halogen-Metalldampflampen) ein Kompromiss gefunden werden, um einerseits mechanische Festigkeit (kleine Körner) und andererseits hohe optische Transparenz (große Körner, wenig Streuzentren) zu erreichen.

Zwischen den kristallinen Körnern befindet sich oft eine sogenannte interkristalline Phase, die wesentlich für die elektrischen und mechanischen Eigenschaften ist. Obwohl sie den Sinterprozess erleichtert, möchte man sie oft vermeiden, da sie insbesondere bei Hochtemperaturanwendungen für mechanische Kriechprozesse und absinkende Isolationswerte verantwortlich ist. Um hochdichte Keramik auch ohne interkristalline Phase oder Sinterhilfsmittel zu erhalten, erfolgt das Sintern teilweise unter Druck (heißisostatisches Pressen, HIP).

Auch die keramikgerechte Konstruktion der Bauteile kann dazu beitragen, das Risiko eines Versagens durch Sprödbruch zu reduzieren: scharfe Kerben und Innen-Ecken müssen vermieden werden und dass Änderungen der Wandstärke nicht stufig, sondern möglichst kontinuierlich erfolgen. Kerben und Ecken sind bei Biege- bzw. Zugbeanspruchung leicht Ausgangspunkt für einen Riss, dessen Ausbreitung dann auch bei geringen Kräften durch das ganze Bauteil geht und es zerstört.

Mit der Entwicklung von keramischen Verbundwerkstoffen stehen im Bereich der technischen Keramik inzwischen verschiedene Werkstofftypen zur Verfügung, die sich durch deutlich höhere Bruchzähigkeiten und damit verbundene Zuverlässigkeit sowie extreme Thermoschockbeständigkeit auszeichnen.

Werkstoffgruppen Bearbeiten

Piezokeramik findet Anwendung als Keramikresonator in elektronischen Schaltungen, in Piezo-Einspritzventilen für Dieselmotoren, in Stellantrieben (Ventile, Spiegel, Rasterkraftmikroskop) und in Kleinst- und Hochfrequenz-Lautsprechern.

Anwendungen Bearbeiten

Keramische Werkstoffe werden heute in Bereichen verwendet, in denen früher Metalle zum Einsatz kamen. Noch vor wenigen Jahrzehnten galten Anwendungen, die heute selbstverständlich sind, als nicht realisierbar.

In der Medizintechnik werden keramische Werkstoffe als Ersatz für Knochen und Zähne eingesetzt. Hier hat die große mechanische Festigkeit und Verschleißfestigkeit sowie die hohe Korrosionsbeständigkeit und die gute Verträglichkeit mit lebendem Gewebe Bedeutung (Bioinert).

Ein bedeutendes Einsatzgebiet sind die sogenannten Hochtemperaturanwendungen. Dazu zählen der Ofenbau, Brennersysteme oder Heizelemente. Einsatztemperaturen von bis zu 2500 °C halten einige keramische Werkstoffe ohne Verzug oder Ermüdung stand. Aufgrund der in Verbrennungsmotoren angestrebten immer höheren Temperaturen (höherer Wirkungsgrad!) steigen Entwicklungsaufwendungen und Ansprüche an Bauteile wie Lager, Turbinenschaufeln der Turbolader und Motorteile.

Die in Stückzahlen gerechnet häufigsten Anwendungen bilden technische Keramiken als elektronische Bauelemente in Form der Keramikkondensatoren. Darüber hinaus sind wegen der hohen Spannungsfestigkeit die Keramik-Leistungskondensatoren in Sendeanlagen unverzichtbar.

Die bekanntesten Anwendungen bilden jedoch keramische Bauteile als Isolator bzw. als Isolierstoff (Zündkerzen, Freileitungs-Isolatoren). Dabei sind auch Temperaturen von 600 °C, wie sie beispielsweise bei Zündkerzen oder Zündeinrichtungen von Gasbrennern vorkommen, möglich. Die bei Zündkerzen eingesetzte Aluminiumoxid-Keramik hat bei 600 °C einen spezifischen Widerstand von 108 Ωcm.

Die meisten keramischen Werkstoffe sind elektrische Isolatoren, einige sind jedoch supraleitend, halbleitend oder dienen als Heizleiter.
Halbleitende Keramik wird für Varistoren (Zinkoxid), Heiß- oder Kaltleiter verwendet (Temperatursensoren, Einschaltstrombegrenzung, Entmagnetisierung, Selbstrückstellende Sicherungselemente (PTC-Sicherungselement)).

Auch in der Lager- und Dichtungstechnik dominieren keramische Werkstoffe. Als Lagerschalen von Gasturbinen mit Drehzahlen von mehreren tausend Umdrehungen pro Minute und Temperaturen von rund 1500 °C können keramische Werkstoffe eingesetzt werden. In Pumpen dichten Gleitringdichtungen aus Keramik die Wellendurchführungen durch das Pumpengehäuse der Außenwelt gegenüber korrosiven und abrasiven Medien ab. Bei der Rauchgasentschwefelung sind keramische Gleitlager der Pumpen hochkonzentrierter, basischer Kalkmilch ausgesetzt, die stark mit Sand verunreinigt ist. Ähnliche Verhältnisse herrschen bei Pumpenanlagen zur Meerwasserentsalzung. Hier fördern Pumpen mit keramischen Gleitlagern das stark mit Sand versetzte Salzwasser über Jahre, ohne Abrieb oder Korrosion zu erleiden.

Ein wesentlicher Nachteil ist bei mechanischen Anwendungen das Sprödbruchverhalten von Keramik (niedrige Bruchzähigkeit). Metallische Werkstoffe sind dagegen duktil und brechen daher seltener. Sie verzeihen leichtere konstruktive Toleranzen, indem sie lokale Spannungsspitzen durch elastische und plastische Verformung abbauen. Die Entwicklung von keramischen Faserverbundwerkstoffen hat auf diesem Gebiet wesentliche Fortschritte erzielen können und das Anwendungsspektrum keramischer Werkstoffe deutlich erweitert.

Keramikpulver etwa aus Titannitrid werden als Festschmierstoffe in Montagepasten wie Heißschrauben-Compounds verwendet.

Literatur Bearbeiten

  • J. Kriegesmann (Hrsg.): DKG – Technische Keramische Werkstoffe. HvB-Verlag, Ellerau 2005, ISBN 978-3-938595-00-8
  • W. Kollenberg (Hrsg.): Technische Keramik – Grundlagen, Werkstoffe, Verfahrenstechnik. Vulkan-Verlag, Essen 2004, ISBN 3-8027-2927-7
  • Hartmut Kainer: Handbuch für Wärmeaustauscher: Keramische Wärmeaustauscher für die Hochtemperatur-Prozesstechnik . Vulkan-Verlag, Essen 1991, S. 205–233

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Brevier Technische Keramik. Abgerufen am 19. Dezember 2020.
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Veröffentlichungsdatum:
Als technische Keramik werden Keramikwerkstoffe bezeichnet die in ihren Eigenschaften auf technische Anwendungen hin optimiert wurden Sie unterscheidet sich von den dekorativ eingesetzten Keramiken oder Geschirr Gebrauchskeramik Fliesen oder Sanitarobjekten u a durch die Reinheit und die enger tolerierte Korngrosse Kornband ihrer Ausgangsstoffe sowie oft durch spezielle Brennverfahren z B heissisostatisches Pressen Brennen unter reduzierender Atmosphare Keramische Walzlager konnen hohe Lasten aufnehmenFeuerfeste Produkte aus SiliziumcarbidBremsscheibe eines Porsche aus KeramikWeitere Bezeichnungen fur technische Keramik sind Ingenieurkeramik Hochleistungskeramik Industriekeramik oder industrielle Keramik Keramikwerkstoffe die spezielle elektrische oder piezoelektrische Eigenschaften besitzen werden auch als Funktionskeramiken bezeichnet Seit den ersten technischen Anwendungen von Porzellan als elektrische Isolatoren in der Mitte des 19 Jahrhunderts kann man von technischer Keramik sprechen Inhaltsverzeichnis 1 Allgemeines 2 Werkstoffeigenschaften 3 Werkstoffgruppen 4 Anwendungen 5 Literatur 6 Weblinks 7 EinzelnachweiseAllgemeines BearbeitenKeramische Werkstoffe sind anorganisch nicht metallisch und polykristallin In der Regel werden sie bei Raumtemperatur aus einer aus Keramikpulver organischem Binder und Flussigkeit gebildeten Rohmasse geformt und erhalten ihre typischen Werkstoffeigenschaften erst in einem Sintervorgang bei hohen Temperaturen Hier liegt der grosse Unterschied zu vielen anderen Werkstoffklassen insbesondere den Metallen Wahrend diese nach der Verhuttung bereits vor der Formgebung ihre wesentlichen Materialkennzeichen aufweisen sind beim keramischen Produkt Werkstoffeigenschaften Form und Grosse untrennbar mit den Herstellprozessschritten verbunden bestehend aus Aufbereitung des Pulvers Formgebung und Brand Die eigentliche Ingenieurleistung liegt daher in der genauen Gestaltung der Herstellung und hier vor allem in der gezielten Beeinflussung der Mikrostrukturen im abschliessenden Sinterprozess Spielen beim Stahl zum Beispiel der Kohlenstoff oder Chromgehalt eine Rolle und bei Kunststoffen die Wahl der Reaktionspartner und deren Vernetzungsgrad kommt es bei den keramischen Werkstoffen nicht nur darauf an welches Grundmaterial Bornitrid Siliciumcarbid oder Aluminiumoxid den Grundkorper bildet sondern hier entscheidet vielmehr Art und Haufigkeit von Fehlstellen zum Beispiel Poren Mikrorisse geringste Fremdstoffanteile im fertigen Bauteil uber die konkreten Eigenschaften Die anwendungsbezogene Variation der Eigenschaften keramischer Werkstoffe geschieht daher in weit starkerem Masse durch die Gestaltung der Prozessschritte als dies bei Metallen der Fall ist Durch unterschiedliche Brennverfahren und Brennatmospharen sowie durch die Korngrosse und Brenntemperatur lassen sich verschiedenste Eigenschaften des gleichen Stoffgemisches erzielen Ein Beispiel ist der Reaktionsbrand mit dem Silizium angereichertes Siliziumkarbid SiC unter Schutzgas aus Silizium und Kohlenstoffpulver gefertigt wird Ohne die sonst ubliche Schrumpfung beim Sintern lassen sich hierdurch komplexe vergleichsweise grosse Strukturen herstellen SiSiC hat die hohe Harte Warmeleitfahigkeit chemische Bestandigkeit und Korrosionsfestigkeit des Siliciumcarbids das in den Poren eingebettete Silizium verbessert jedoch die Oxidationsbestandigkeit so dass diese Keramik sich fur den Einsatz als Heizelement oder Konstruktionsteil in Brennofen eignet Mit der Grosse und Form eines keramischen Bauteils steigt die technische Herausforderung in der Herstellung es muss ein gleichformiges homogenes Gefuge uber ein grosses Volumen erhalten bleiben obwohl die Warmezufuhr beim Brand nur von aussen moglich ist Gegenwartig gehoren zu den weltweit grossten keramischen Bauteilen in der technischen Keramik Heizrohre fur Metallgluh Schmiede und Harteofen Sie erreichen Ausmasse von bis zu 3 Metern Lange und bis zu 30 cm Durchmesser Ca 40 Hersteller weltweit sind in der Lage Produkte aus Ingenieurkeramik mit diesen Dimensionen herzustellen Werkstoffeigenschaften BearbeitenTechnische Keramik kann folgende recht unterschiedliche Materialeigenschaften besitzen Hitzebestandigkeit bis weit uber 1000 C Heizelemente elektrische Isolation Zundkerzen Hochspannung elektronische Schaltungen Hochfrequenz und Dickschichtschaltkreise hohe Dielektrizitatskonstanten Keramikkondensatoren mit hoher Volumenkapazitat Abrieb und Verschleissfestigkeit Gleitflachen Dusen zum Laser und Wasserstrahlschneiden Schneiddusen Gleitlager in Pumpen Kolben und Zylinder Pulverbeschichten von Metallflachen grosse Harte z B in Kugellagern Verwendung als Schneidstoff Schneidkeramik bei der spanenden Bearbeitung Schneidkeramik ist wesentlich harter als Stahl Korrosionsbestandigkeit Salzwasser Chemieanwendungen speziell in Pumpen der chemischen Industrie Beschichtung von Metallen Medizintechnische Anwendungen Gute Biokompatibilitat in Kombination mit Festigkeit geringe thermische Ausdehnung niedrige Dichte hohe mechanische Festigkeit allerdings verbunden mit niedriger Bruchzahigkeit Formstabilitat hohe spezifische Steifigkeit beziehungsweise hoher E Modul je nach Typ niedrige oder hohe Warmeleitfahigkeit je nach Typ hohes elektrisches Isoliervermogen oder Halbleiter oder piezoelektrische Eigenschaften Funktionskeramik ferroelektrische Eigenschaften Epsilan keramische Vielschichtkondensatoren MLC Elektrete Wie bei konventioneller Keramik erfolgt die Herstellung durch Zusammenbacken von kristallinen Pulvern dem Sintern Zur Sicherstellung konstanter Werkstoffqualitat und Zuverlassigkeit ist die Herstellung hochreiner Pulver definierter feiner Kornung teilweise unter 1 µm deren Aufbereitung mit Sinterhilfsmitteln und die Trocknung und Sinterung von grosser Bedeutung Beim Brand Sinterung bleibt die Korngrosse erhalten oder nimmt durch Kornwachstum zu Wahrend man fur mechanische Anwendungen und Vielschichtkondensatoren kleine Korngrossen anstrebt muss z B bei Brennerrohren fur Gasentladungslampen Natriumdampflampen Halogen Metalldampflampen ein Kompromiss gefunden werden um einerseits mechanische Festigkeit kleine Korner und andererseits hohe optische Transparenz grosse Korner wenig Streuzentren zu erreichen Zwischen den kristallinen Kornern befindet sich oft eine sogenannte interkristalline Phase die wesentlich fur die elektrischen und mechanischen Eigenschaften ist Obwohl sie den Sinterprozess erleichtert mochte man sie oft vermeiden da sie insbesondere bei Hochtemperaturanwendungen fur mechanische Kriechprozesse und absinkende Isolationswerte verantwortlich ist Um hochdichte Keramik auch ohne interkristalline Phase oder Sinterhilfsmittel zu erhalten erfolgt das Sintern teilweise unter Druck heissisostatisches Pressen HIP Auch die keramikgerechte Konstruktion der Bauteile kann dazu beitragen das Risiko eines Versagens durch Sprodbruch zu reduzieren scharfe Kerben und Innen Ecken mussen vermieden werden und dass Anderungen der Wandstarke nicht stufig sondern moglichst kontinuierlich erfolgen Kerben und Ecken sind bei Biege bzw Zugbeanspruchung leicht Ausgangspunkt fur einen Riss dessen Ausbreitung dann auch bei geringen Kraften durch das ganze Bauteil geht und es zerstort Mit der Entwicklung von keramischen Verbundwerkstoffen stehen im Bereich der technischen Keramik inzwischen verschiedene Werkstofftypen zur Verfugung die sich durch deutlich hohere Bruchzahigkeiten und damit verbundene Zuverlassigkeit sowie extreme Thermoschockbestandigkeit auszeichnen Werkstoffgruppen BearbeitenSilikat Keramiken 1 Technische Porzellane Steatit Cordierit Mullitkeramik Oxid Keramiken Einstoffsysteme Aluminiumoxid Magnesiumoxid Zirkoniumoxid Titandioxid Kondensatorwerkstoff Mehrstoffsysteme wie Aluminiumtitanat Mischform aus Aluminium und Titanoxid Mullit Mischform aus Aluminium und Siliciumoxid Bleizirkonattitanat Piezokeramik oder Dispersionskeramiken wie mit Zirkoniumoxid verstarktes Aluminiumoxid ZTA Zirconia Toughened Aluminum Oxide Al2O3 ZrO2 Nicht Oxid Keramiken Carbide zum Beispiel Siliciumcarbid Borcarbid Nitride zum Beispiel Siliciumnitrid Aluminiumnitrid Bornitrid Titannitrid Boride SilicidePiezokeramik findet Anwendung als Keramikresonator in elektronischen Schaltungen in Piezo Einspritzventilen fur Dieselmotoren in Stellantrieben Ventile Spiegel Rasterkraftmikroskop und in Kleinst und Hochfrequenz Lautsprechern Anwendungen BearbeitenKeramische Werkstoffe werden heute in Bereichen verwendet in denen fruher Metalle zum Einsatz kamen Noch vor wenigen Jahrzehnten galten Anwendungen die heute selbstverstandlich sind als nicht realisierbar In der Medizintechnik werden keramische Werkstoffe als Ersatz fur Knochen und Zahne eingesetzt Hier hat die grosse mechanische Festigkeit und Verschleissfestigkeit sowie die hohe Korrosionsbestandigkeit und die gute Vertraglichkeit mit lebendem Gewebe Bedeutung Bioinert Ein bedeutendes Einsatzgebiet sind die sogenannten Hochtemperaturanwendungen Dazu zahlen der Ofenbau Brennersysteme oder Heizelemente Einsatztemperaturen von bis zu 2500 C halten einige keramische Werkstoffe ohne Verzug oder Ermudung stand Aufgrund der in Verbrennungsmotoren angestrebten immer hoheren Temperaturen hoherer Wirkungsgrad steigen Entwicklungsaufwendungen und Anspruche an Bauteile wie Lager Turbinenschaufeln der Turbolader und Motorteile Die in Stuckzahlen gerechnet haufigsten Anwendungen bilden technische Keramiken als elektronische Bauelemente in Form der Keramikkondensatoren Daruber hinaus sind wegen der hohen Spannungsfestigkeit die Keramik Leistungskondensatoren in Sendeanlagen unverzichtbar Die bekanntesten Anwendungen bilden jedoch keramische Bauteile als Isolator bzw als Isolierstoff Zundkerzen Freileitungs Isolatoren Dabei sind auch Temperaturen von 600 C wie sie beispielsweise bei Zundkerzen oder Zundeinrichtungen von Gasbrennern vorkommen moglich Die bei Zundkerzen eingesetzte Aluminiumoxid Keramik hat bei 600 C einen spezifischen Widerstand von 108 Wcm Die meisten keramischen Werkstoffe sind elektrische Isolatoren einige sind jedoch supraleitend halbleitend oder dienen als Heizleiter Halbleitende Keramik wird fur Varistoren Zinkoxid Heiss oder Kaltleiter verwendet Temperatursensoren Einschaltstrombegrenzung Entmagnetisierung Selbstruckstellende Sicherungselemente PTC Sicherungselement Auch in der Lager und Dichtungstechnik dominieren keramische Werkstoffe Als Lagerschalen von Gasturbinen mit Drehzahlen von mehreren tausend Umdrehungen pro Minute und Temperaturen von rund 1500 C konnen keramische Werkstoffe eingesetzt werden In Pumpen dichten Gleitringdichtungen aus Keramik die Wellendurchfuhrungen durch das Pumpengehause der Aussenwelt gegenuber korrosiven und abrasiven Medien ab Bei der Rauchgasentschwefelung sind keramische Gleitlager der Pumpen hochkonzentrierter basischer Kalkmilch ausgesetzt die stark mit Sand verunreinigt ist Ahnliche Verhaltnisse herrschen bei Pumpenanlagen zur Meerwasserentsalzung Hier fordern Pumpen mit keramischen Gleitlagern das stark mit Sand versetzte Salzwasser uber Jahre ohne Abrieb oder Korrosion zu erleiden Ein wesentlicher Nachteil ist bei mechanischen Anwendungen das Sprodbruchverhalten von Keramik niedrige Bruchzahigkeit Metallische Werkstoffe sind dagegen duktil und brechen daher seltener Sie verzeihen leichtere konstruktive Toleranzen indem sie lokale Spannungsspitzen durch elastische und plastische Verformung abbauen Die Entwicklung von keramischen Faserverbundwerkstoffen hat auf diesem Gebiet wesentliche Fortschritte erzielen konnen und das Anwendungsspektrum keramischer Werkstoffe deutlich erweitert Keramikpulver etwa aus Titannitrid werden als Festschmierstoffe in Montagepasten wie Heissschrauben Compounds verwendet Literatur BearbeitenJ Kriegesmann Hrsg DKG Technische Keramische Werkstoffe HvB Verlag Ellerau 2005 ISBN 978 3 938595 00 8W Kollenberg Hrsg Technische Keramik Grundlagen Werkstoffe Verfahrenstechnik Vulkan Verlag Essen 2004 ISBN 3 8027 2927 7Hartmut Kainer Handbuch fur Warmeaustauscher Keramische Warmeaustauscher fur die Hochtemperatur Prozesstechnik Vulkan Verlag Essen 1991 S 205 233Weblinks Bearbeiten 1 Fachinformation des Zentrums fur Technische Keramik 2 Fraunhofer Zentrum fur Hochtemperatur Leichtbau HTL Forschung und Entwicklung von Ceramic Matrix Composites CMC Keramikfasern und HochleistungskeramikenEinzelnachweise Bearbeiten Brevier Technische Keramik Abgerufen am 19 Dezember 2020 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Technische Keramik amp oldid 233658059