Was ist eine technische Keramik?
Eine technische Keramik ist eine Keramikmischung, die entwickelt wurde, um sehr spezifische Eigenschaften zu zeigen und den besonderen Anforderungen anspruchsvoller Anwendungen gerecht zu werden. Dazu gehören keramische Werkstoffe für die Luftfahrt, die Biomedizin und mechanische Hochleistungsanwendungen. Zu den häufig anzutreffenden besonderen Eigenschaften zählen die hohe Beständigkeit gegen extreme Temperaturen und Abrieb, die durch die Zugabe von Oxiden und Nichtoxiden wie Aluminiumoxid, Ceroxid und Borid zu herkömmlichen Keramikgrundstoffen erzielt wird. In einigen Fällen können auch keramische Partikel und faserverstärkte Verbundwerkstoffe als technische Keramikmassen eingesetzt werden. Technische keramische Werkstoffe können zur Herstellung von massiven, einteiligen Gussteilen verwendet oder als Hochleistungsbeschichtung auf bestehende Produkte aufgebracht werden.
Keramik ist eines der ältesten von Menschenhand hergestellten Materialien. Die 27.000 Jahre alten Keramikobjekte geben einen Eindruck von der Langlebigkeit der menschlichen Assoziation mit dem Material. Keramiken sind im Wesentlichen anorganische Verbindungen kristalliner oder amorpher Natur, die entstehen, wenn die Rohstoffe extremer Hitze ausgesetzt werden, gefolgt von einem natürlichen, ungezwungenen Abkühlungsprozess. Obwohl Keramik in einer Vielzahl von Formen zu finden ist, die von Kaffeetassen bis zu Bodenfliesen reichen, gibt es vier allgemein anerkannte Klassifizierungen des Materials. Dies sind Strukturkeramiken wie Rohre und Fliesen, Feuerfestkeramiken einschließlich Ofenauskleidungen, Weißware wie Geschirr und technische Hochleistungskeramiken.
Von diesen Gruppen ist technische Keramik die anspruchsvollste und wird in den anspruchsvollsten Anwendungen eingesetzt. Die Anwendungen umfassen Space-Shuttle-Schildkacheln für den Wiedereintritt, Kegel für ballistische Flugkörper und die Beschichtung von Turbinenschaufeln in Düsentriebwerken. Hochleistungslager, Gasbrenner und einige kugelsichere Westeneinsätze bestehen ebenfalls aus technischer Keramik. Biomedizinische Implantate wie Zahnbrücken sind ein weiteres Ziel für diese High-Tech-Keramik. Diese hoch belastenden Anwendungen erfordern, dass die keramischen Verbindungen ein extrem hohes Maß an mechanischer Integrität aufweisen, während sie steril und strukturell stabil bleiben.
Die meisten technischen Keramikmassen beginnen als konventionelle Keramikgrundlagen und werden durch den Zusatz weiterer Elemente mit ihren eventuellen fachlichen Eigenschaften durchdrungen. Diese schließen Oxide wie Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid und Ceroxid oder Nichtoxide einschließlich Carbid, Borid und Nitrid ein. Technische Keramikmaterialien können auch durch Bilden von Verbundstoffen aus herkömmlicher Keramik mit Partikel- oder Faserverstärkung hergestellt werden. Diese Additive und Verbundelemente erzeugen effektiv bestimmte Gruppen kristalliner Keramikstrukturen im Grundmaterial, die den Endprodukten ihre herausragende Leistung verleihen. Artikel, die die einzigartigen Eigenschaften technischer Keramik erfordern, können als Vollguss hergestellt oder mit einer Schicht aus Keramikmaterial beschichtet werden.