Werkstoffe für die Herstellung technischer Keramik Für jeden Einsatz das perfekte Material

Je nach Einsatzgebiet eines Bauteils aus technischer Keramik sind die Anforderungen an dieses sehr speziell. Damit diese Anforderungen perfekt erfüllt werden können, ist die adäquate Wahl des richtigen Werkstoffs bei der Herstellung des Bauteils von entscheidender Bedeutung.


Aluminiumoxid - vielseitig & günstig

CVT setzt in vielen Anwendungen Aluminiumoxid ein, denn dieser Werkstoff ist äußerst vielseitig und im Vergleich zu anderen Hochleistungskeramiken sehr günstig, vielfach auch schon günstiger als Hartmetall.

Aluminiumoxid zeichnet sich durch eine sehr gute Abrasionsbeständigkeit aus und ist annähernd so hart wie Diamant. Daneben zeichnet sich der Werkstoff durch eine hohe chemische Resistenz z.B. gegenüber Säuren und Laugen aus, eine sehr hohe Temperaturbeständigkeit bis hin zu 1.750°C, eine sehr gute elektrische Isolierung und Durchschlagsfestigkeit. Zudem verfügt Aluminiumoxid über eine hohe Wärmeleitfähigkeit.

Durch die hohe Reinheit von 99,7 % konnte auch die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit noch einmal deutlich verbessert werden.


Zirkonoxid - der Hochleistungswerkstoff

Zirkonoxid (Zirkondioxid) ist als Hochleistungswerkstoff bekannt. Er zeichnet sich durch eine sehr hohe Biegefestigkeit- und Schlagzähigkeit aus. Daraus resultiert, dass Zirkonoxid im Vergleich zu anderen Hochleistungskeramiken relativ „weich“ ist. Aus diesem Grund ist der Werkstoff gerade für Bauteile im Maschinenbau sehr interessant und eignet sich gut als Gegenpart für Stahl- oder Hartmetall, z.B. als Lünette.

Zirkonoxid verfügt aber noch über weitere Eigenschaften: So ist dieser Werkstoff biokompatibel und somit geeignet für den Lebensmittelbereich aber auch für die Medizintechnik. Aufgrund seiner geringen Wärmeleitfähigkeit findet Zirkonoxid auch als thermischer Isolator Anwendung. Durch das in etwa gleiche E-Modul und die gleiche Wärmedehnung wie Stahl ist ein Verbau in Baugruppen unter Temperaturbelastung sinnvoll.


Siliziumnitrid - das Allroundtalent

Der Allrounder unter den Hochleistungskeramiken bietet eine ganze Bandbreite an Vorteilen für die verschiedensten Anwendungsbereiche. Durch die geringe Dichte ist Siliziumnitrid sehr leicht, was gerade in Anlagen mit rotierenden oder schwenkenden Bewegungen interessant ist.

Siliziumnitrid ist ähnlich dem Aluminiumoxid sehr hart und chemisch sehr gut resistent. In Sachen Schlagzähigkeit nähert sich Siliziumnitrid dem Zirkonoxid an und ist deshalb im kompletten Maschinen- und Anlagenbau zu finden.

Den größten Vorteil stellt jedoch die hohe Temperatur und Temperaturwechselbeständigkeit des Siliziumnitrids dar. Deshalb ist dieses Material z.B. in Induktionsanlagen zu finden. Darüber hinaus behält Siliziumnitrid auch bis fast 1.000°C seine komplette Festigkeit und dehnt sich kaum aus.


Glaskeramik / bearbeitbare Keramik

Glaskeramik zeichnet sich besonders durch einen sehr geringen, sogar negativen Wärmeausdehnungskoeffizienten aus, was einen Bruch durch Temperaturschock verhindert. Daher eignet sich Glaskeramik für die Herstellung von Bauteilen, die hervorragende Thermoschockeigenschaften bei gleichzeitig sehr guter mechanischer Festigkeit aufweisen.

Da konventionelle Keramiken nach dem Brennen nur mit Diamant geschliffen werden können, bieten bearbeitbare Glaskeramiken hier eine wirtschaftliche Lösung. Mit herkömmlichen Metallbearbeitungswerkzeugen können die Bauteile schnell und genau nach Wunsch gefertigt werden. Ein erneutes Nachbrennen ist nicht erforderlich, wodurch zusätzlich Zeit und Geld bei der Produktion eingespart werden.


Siliziumkarbid - hart & leicht

Siliziumkarbid ist der leichteste und härteste Werkstoff - ähnlich wie Diamant - im Bereich der technischen Keramik. Daneben zeigt Siliziumkarbid eine gute Wärmeleitfähigkeit, eine niedrige Wärmedehnung und eine sehr gute Beständigkeit gegen Säuren und Laugen. Da die Eigenschaften des Werkstoffs bei Temperaturen bis zu 1.400°C konstant bleiben und er darüber hinaus extrem leicht und formstabil ist, eignet sich Siliziumkarbid hervorragend als Konstruktionswerkstoff.

Bauteile aus Siliziumcarbid finden Anwendung z.B. in Chemieanlagen, als Halbleitermaterial und im Bereich der Optik. Zudem ist der Werkstoff auch für einen Einsatz im Nahrungsmittelbereich geeignet. Generell eignet sich Siliziumkarbid für anspruchsvolle Einsätze. Im Vergleich zu Metall bietet der Werkstoff sehr wirtschaftliche und langlebige Lösungen.