Werkstoffe der technischen Keramik

3 Keramische Werkstoffe

3.1 Definitionen

Im Folgenden wird die Terminologie dargestellt, die derzeit in der Technischen Keramik üblich ist und industrielle Bedeutung besitzt.

Keramik ist ein Werkstoffbegriff, der wegen der Vielfältigkeit der einbezogenen Rohstoffe und Anwendungen mit historisch gewachsenen Begriffen arbeitet. Viele systematische Gliederungen auf nationaler Basis beginnen erst jetzt im Zuge der internationalen Zusammenarbeit von Wissenschaft, industrieller Normung und internationaler Handelsstatistik langsam Gemeinsamkeiten zu entwickeln.

Als Minimaldefinition kann gelten:
Keramische Werkstoffe sind anorganisch und nichtmetallisch. In der Regel werden sie bei Raumtemperatur aus einer Rohmasse geformt und erhalten ihre typischen Werkstoffeigenschaften durch einen Sintervorgang bei hohen Temperaturen. (s. a. Hochleistungskeramik!)
Dagegen umfasst der Begriff „ceramics“ im angelsächsischen Sprachgebrauch zusätzlich u. a. auch Glas, Email, Glaskeramik und anorganische Bindemittel (Zement, Kalk, Gips).

Die Keramische Industrie in Deutschland unterteilt je nach Kornaufbau des Masseversatzes in Grob- und Feinkeramik. Die Definition nach Hausner führt über das Gefüge des Scherbens, also ebenfalls über den Kornaufbau. Die Grenze liegt bei Korngrößen von etwa 0,1 bis 0,2 mm. Sind die Gefügebestandteile kleiner als 0,1 mm, also mit dem bloßen Auge nicht mehr erkennbar, spricht man im deutschen Sprachgebrauch – unabhängig vom Werkstoff – von Feinkeramik.

Zur Feinkeramik gehören Technische Keramik, Geschirrkeramik, Zierkeramik, Sanitärkeramik, Wand- und Bodenfliesen sowie Schleifmittel auf keramischer Basis.

Grobkeramik beinhaltet z. B. Ziegel- oder konventionelle Feuerfestwerkstoffe.

Technische Keramik umfasst keramische Produkte für technische Anwendungen.

In der Literatur auftretende Begriffe wie

beschreiben spezielle Aspekte der Technischen Keramik. Eine Einteilung nach diesen Begriffen ist nicht sinnvoll, da sie sich z. T. stark überschneiden.

Hochleistungskeramik ist in DIN V ENV 12212 definiert als „hoch entwickelter, hoch leistungsfähiger keramischer Werkstoff, der überwiegend nichtmetallisch und anorganisch ist und über bestimmte zweckmäßige Eigenschaften verfügt.“

Der Begriff Hochleistungskeramik wird vor allem in Abgrenzung zu traditioneller Keramik auf Tonbasis einschließlich Geschirrporzellan, Sanitärkeramik, Wand- und Bodenfliesen sowie Baukeramik verwendet. Diese Definition deckt sich mit der Formulierung der „Japan Fine Ceramics Association“.

Struktur- oder auch Konstruktionskeramik sind nicht genormte Begriffe, unter denen man Werkstoffe versteht, die in irgendeiner Form mechanischen Belastungen standhalten müssen, z. B. Biege- und Druckspannungen. Praktisch identische Bedeutung haben die Begriffe Industrie- und Ingenieurkeramik.

Funktionskeramik ist Hochleistungskeramik, bei der die innewohnenden Eigenschaften des Werkstoffs für eine aktive Funktion verwendet werden, z. B. bei keramischen Bauelementen, die elektrische, magnetische, dielektrische oder optische Kennwerte aufweisen.

Elektrokeramik ist Hochleistungskeramik, die aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften in Elektrotechnik und Elektronik eingesetzt wird. Die allgemeine Elektrotechnik nutzt vor allem die Isolierfähigkeit und die mechanische Festigkeit, die Elektronik darüber hinaus auch Eigenschaften wie ferroelektrisches Verhalten, Halbleitung, nicht linearen Widerstand, Ionenleitung und Supraleitung.

Schneidkeramik ist Hochleistungskeramik, die aufgrund hervorragender Verschleiß- und Hitzebeständigkeit als Werkzeug zur spanenden Bearbeitung (Drehen, Bohren, Fräsen) geeignet ist.

Biokeramik ist Hochleistungskeramik für den Einsatz im medizinischen Bereich d. h. im menschlichen Körper und beinhaltet z. B. Erzeugnisse, die Knochen, Zähne oder hartes Gewebe reparieren oder ersetzen.

Weitere Definitionen sind in DIN EN 12 212 enthalten.