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Hochleistungskeramik

 

An Keramikprodukte, die innerhalb von technischen Anwendungen verwendet werden, werden besonders spezielle Anforderungen gestellt. Die sogenannte Hochleistungskeramik wird auch als Opens internal link in current windowtechnische Keramik beziehungsweise als Ingenieur- oder Industriekeramik bezeichnet und zeichnet sich durch besondere Materialeigenschaften aus.

Innovative Produkte dank Hochleistungskeramik

Viele moderne Anwendungen in unserem Alltag wären ohne den Einsatz von technischer Keramik überhaupt nicht möglich. Sie ist in vielen elektronischen Haushaltsgeräten verbaut, sowie in Armaturen, LED-Lichtern, Mahl- und Schneidewerkzeugen, Mobiltelefonen und Computern. Dank ihrer herausragenden Eigenschaften kommt Hochleistungskeramik darüber hinaus in zahlreichen weiteren Branchen zum Einsatz. Dazu zählen die Automobilindustrie oder die Laser- und Halbleitertechnik ebenso wie die Luft- und Raumfahrttechnik. Auch in der Energie- und Umwelttechnik spielen Keramikprodukte eine entscheidende Rolle, wo sie unter anderem in Windkraftgeneratoren, Solar- und Photovoltaikanlagen genutzt werden.

Darüber hinaus finden sich Bauteile aus Industriekeramik im Geräte- und Maschinenbau: Schrauben, Kugellager, Düsen und Rohre oder keramische Kühlkörper werden aus dem vielseitigen Werkstoff gefertigt. Die Medizintechnik schließlich hat die Hochleistungskeramik nicht nur für die Herstellung medizinischer Geräte und Laborporzellan entdeckt, sondern verwendet sie auch für die Fertigung von Prothesen, Hörgeräten und Herzschrittmachern, sowie in der Dentalmedizin für Implantate, Brücken, Kronen und Zahnspangen.

Spezielle Keramiken für nahezu jeden Anwendungszweck

Hochleistungskeramik ist ein Überbegriff für die vielen technischen Keramiken welche sich in den letzten Jahrzehnten in speziellen Anwendungen durchgesetzt haben. Leider gibt es nicht die eine Keramik, die für jede Anwendung geeignet ist. Aber für fast jeden speziellen Anwendungszweck findet sich die passende Keramik.

Aufgrund des vergleichsweise hohen Preises von Präzisionsteilen aus technischer Keramik werden diese meist nur dort eingesetzt, wo andere kostengünstigere Materialien an ihre Grenzen stoßen. Häufig ist es eine Kombination aus Anforderungen, die den Einsatz von Hochleistungskeramik notwendig machen.

Wie speziell technische Keramiken auf die jeweilige Anwendung optimiert sind soll hier am Beispiel der Wärmeleitfähigkeit verdeutlicht werden.

In einer Laboranwendung soll eine Probe fixiert und gekühlt werden, wobei der Halter hochtemperaturfest und elektrisch isolierend seien soll. Da die Anwendung im Vakuum stattfindet, muss die im Prozess entstehende Wärme über den Halter abgeführt werden. Hier eignet sich eine Opens internal link in current windowAluminiumnitrid Keramik mit Ihrer extrem hohen Wärmeleitfähigkeit von bis zu 180W/mK. Weiterhin ist AIN180 (link zu Material) mechanisch belastbar und elektrisch isolierend. AIN wird überall dort eingesetzt, wo hohe Wärmeleitfähigkeiten gepaart mit den günstigen Eigenschaften technischer Keramik erwünscht sind.

In einer Anlage zur Warmumformung von Kleinbauteilen werden genau gegensätzliche Anforderungen gestellt. Führungsleisten an denen vorgewärmte Bauteile zur Warmumformung weitergeleitet werden, müssen thermisch isolieren, damit die Bauteile auf Ihrem Weg zur Umformung so wenig Temperatur wie möglich verlieren. Gleichzeitig muss der Werkstoff für die Führungsleisten abriebfest und schlagzäh sein. Hier stoßen technische Kunststoffe an Ihre Grenzen. Bei hohen Temperaturen in Verbindung mit mechanischer Beanspruchung versagen diese. Zirkonoxidkeramik weist Festigkeiten auf welche mit denen von Hartmetall vergleichbar sind. Mit einer Wärmeleitfähigkeit von ca. 3W/mK ist Zirkonoxid ein hervorragender Wärmeleiter und damit optimal für diese Anwendung geeignet. Der thermische Ausdehnungskoeffizient ist quasi identisch zu dem von Stahl, Zirkonoxidkeramik lässt sich also einfach in vorhandene Stahlkonstruktionen integrieren. Mit den besonderen Eigenschaften wird Opens internal link in current windowZirkonoxid in weiteren thermischen Prozessen angewendet, beispielsweise als Opens internal link in current windowSchweißzentrierstift.

Dieses anschauliche Beispiel anhand der Wärmeleitfähigkeit zeigt wie speziell die Keramiken sind.

Ceratec – Experte für Bauteile aus Hochleistungskeramik

Seit Ende der 80er Jahre sind wir als Spezialist für technische Keramik am Markt etabliert. Profitieren auch Sie von unserer langjährigen Erfahrung, mit dem richtigen Know-how lässt sich unter den vielen technischen Keramiken sicher auch der richtige Werkstoff für Ihre Anforderungen finden. Gerne beraten wir Sie rund um die Entwicklung und Konstruktion von Bauteilen aus Hochleistungskeramik und begleiten Sie vom ersten Prototyp bis zur fertigen Serie in der auf Ihre Anwendung zugeschnittenen Keramik.