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Was ist technische Keramik, welche Sorten gibt es und wo wird sie eingesetzt?

Die technische Keramik bezeichnet die Werkstoffgruppe Keramik bei welcher spezielle Eigenschaften im Hinblick auf technische Anwendungen entwickelt worden sind. Technische Keramik besteht aus Pulver welches mit einem Binder verpresst und anschliessend gesintert wird. Dabei ist die Keramik anorganisch, nicht-metallisch und polykristallin.

Da es viele unterschiedliche Keramiksorten gibt, sind auch die Materialeigenschaften sehr verschieden. So kann der Keramikwerkstoff Aluminiumnitrid (AlN) z.B. beste Wärmeleitungseigenschaften mit minimaler Wärmeausdehnung kombinieren und das Zirkonoxyd (ZrO2) besitzt das gleichen Elastizitätsmodul wie Stahl, ist aber doppelt so hart. Technische Keramik wird überall dort verwendet wo andere Materialien versagen (Verschleiss, chemische Beständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit, minimale Wärmeausdehnung, kleine Dichte kombiniert mit grosser Härte etc.).


Gefügemorphologie nach thermischem Ätzen

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Al2O3 99.7% mit Korngrösse 3.9μm
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ATZ HIP (76% ZrO2, 20% Al2O3 und 4% Y2O3) mit einer Korngrösse 2.2μm
 

Welche Keramiksorten gibt es?

Oxydkeramiken
Diese Keramiken bestehen mehrheitlich aus Metalloxyden und weisen einen vergleichsweise höheren ionischen Bindungsanteil auf. Dies bedeutet, dass der Aufwand bei der Rohstoffherstellung geringer ist als bei Nicht-Oxydkeramik. Zu den Oxidkeramiken zählen zum Beispiel, Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Magnesiumoxid, ATZ (mit Aluminiumoxid verstärktes Zirkonoxid), ZTA (mit Zirkonoxid verstärktes Aluminiumoxid), Bleizirkonattitanat (PZT), Bariumtitanat.

Nichtoxidkeramiken
Nichtoxidkeramiken werden aus synthetischen Rohstoffen hergestellt. Diese bestehen meist aus Nitriden oder Carbiden und besitzen teilweise sehr aussergewöhnliche Eigenschaften. Diese Eigenschaften sind durch den hohen kovalenten Bindungsanteil begründet, was aber zur Folge hat, dass die Herstellung des Rohstoffpulvers sehr aufwändig und Kostenintensiv ist. Zu den Nichtoxidkeramiken zählen zum Beispiel Siliziumcarbid, Borcarbid, Siliziumnitrid und Aluminiumnitrid.

Wo wird technische Keramik eingesetzt?

Da die einzelnen Keramiksorten sehr unterschiedliche Eigenschaften besitzen, sind die Anwendungsgebiete äusserst breit. So werden zum Beispiel Bauelemente aus technischer Keramik als Lager bei Gasturbinen, als elektrische Isolatoren, als Heizelemente von Einsatztemperaturen bis 2‘500° C, als Ersatzteile für Knochen und Zähne (Medizinaltechnik), als Elemente für die Garnveredelung (Textilindustrie) sowie für Uhren- und Schmuckkomponenten eingesetzt.
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Stark bei harten
Werkstoffen





Die Bearbeitung überharter Werkstoffe wie technische Keramik, Hartmetall, Saphir sowie vergleichbare Materialien ist unsere Kernkompetenz. Diese Werkstoffe zeichnen sich durch ihre extreme Verschleissfestigkeit, ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber hohen Temperaturen und aggressiven Medien sowie ihre Korrosionsbeständigkeit aus. Die extreme Härte dieser Werkstoffe erfordert den Einsatz von Diamantwerkzeugen.






Keramik

Aufgrund der unterschiedlichen Eigenschaften ist Keramik äusserst vielseitig einsetzbar.



Material


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Eigenschaften


Wodurch zeichnet sich technische Keramik besonders aus?


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Hartmetall

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