Keramik Hochleistungskeramik mit vielen Einsatzmöglichkeiten

Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Sind Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit oder elektrische und thermische Isolation gefragt, ist Zirkonoxid der ideale Keramik-Werkstoff im Maschinen- und Gerätebau mit dem neue Einsatzgebiete erschlossen oder Stahlbauteile ersetzt werden können.

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Bauteile aus Zirkonoxid für den Maschinen- und Gerätebau. (Bild: CeramTec)
Bauteile aus Zirkonoxid für den Maschinen- und Gerätebau. (Bild: CeramTec)

Dass ausgerechnet Keramik den gleichen Längenausdehnungskoeffizienten hat wie Stahl, sorgt auf den ersten Blick für Verwunderung, doch schaut man genauer hin, ergeben sich daraus erstaunliche Möglichkeiten. Denn Verbundbauteile aus Stahl und Keramik sind deshalb problemlos möglich und kombinieren die jeweils besten Eigenschaften perfekt miteinander. Auch das EModul beider Werkstoffe ist das gleiche. Seit langem bewährt sich diese Materialkombination beispielsweise beim Drahtzug oder bei Schließringen für Kronkorken in Abfüllanlagen. Hier erhöhen sich dank der geringen Reibung und des daraus resultierenden verminderten Verschleißes die Standzeiten, Kaltverschweißungen werden verhindert und Aufdrucke und Farben auf dem Kronkorken werden nicht in Mitleidenschaft gezogen.

Eigenschaften, bei denen Keramik Stahl überlegen ist

Damit sind die Gemeinsamkeiten von Keramik und Stahl auch ausgeschöpft. Denn sowohl der Reibungskoeffizient als auch das spezifische Gewicht machen die Keramik zum Gewinner im Kampf um den besten Werkstoff. Während die bessere Gleiteigenschaft für weniger Abrieb sorgt und Verunreinigungen des bearbeiteten Materials vermieden werden, ist die Hochleistungskeramik auch noch bis zu 25 Prozent leichter als Stahl und das trotz ihrer erstaunlichen Dichte. Darüber hinaus ist Zirkonoxid sowohl elektrisch als auch thermisch isolierend. Letzteres begünstigt erwünschte Warm-Kalt-Trennungen. Als Isolationsbauteil kommt die Hochleistungskeramik beispielweise der Automobilindustrie zugute. Im Bremssattel montiert verhindert sie, dass sich die Hitze, die während des Bremsvorgangs entsteht, auf die Bremsflüssigkeit überträgt. Kommt die Hochleistungskeramik in Umformprozessen zur Anwendung, wird das Entstehen von Kaltverschweißungen unterbunden.

Keramikeinsatz in der Medizintechnik

Je kleiner die Körnung gewählt wird, desto höher ist die Kantenfestigkeit. Zirkonoxid ist, auch das ist beeindruckend, sehr duktil und verfügt über eine Biegefestigkeit von bis zu 1.400 N/mm². Diese Eigenschaften werden bei technischen Schneiden, beispielsweise in der Textilindustrie, genutzt. Eine hohe Kantenfestigkeit ist auch für den Einsatz in der Medizintechnik, zum Beispiel beim Zahnersatz in Form von Kronen, Brücken oder Implantaten, von besonderem Interesse. Da die Keramik außerdem bioinert ist, entstehen bei dem Einsatz von Implantaten als Zahnersatz keine unerwünschten Wechselwirkungen mit dem Körper. Auch jedwede chemischen Stoffe wie Säuren und Alkalilaugen haben keine Chance – sie können der Keramik nichts anhaben. Dank seines nichtmetallischen Ursprungs ist Zirkonoxid auch nicht für Korrosionen anfällig. Egal, wo Zirkonoxid zur Anwendung kommt, es überzeugt durch seine hohe Qualität und den geringen Ausfall. Das hat zur Folge, dass die Maschinen weniger stillstehen und die Produktivität gesteigert wird. Je nach Bedarf des Kunden und abgestimmt auf das Einsatzgebiet ist die Keramik aus Zirkonoxid von CeramTec in gelb oder in weiß erhältlich. Das ist zum Beispiel von Bedeutung, wenn Hochleistungskeramik in der Mühlentechnik verwendet wird. Sind die Mahlkugeln und die Rotoren einheitlich aus weißem Material gefertigt, findet keine farbliche Kontamination mit einer weißen Dispersion statt.

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