3.4.1 Silikatkeramik
3.4.1.1 Technische Porzellane
Unter Technischen Porzellanen
versteht man die Werkstoffe der Gruppe „Alkali-Aluminiumsilikatporzellane“
(C 100), die vielfältige technische Anwendungen in der
Elektrotechnik finden.
Als man elektrischen Strom für Technik und Haushalt zu
nutzen begann, war Porzellan mit seinen herausragenden Eigenschaften,
wie
- hohe mechanische Festigkeit,
- sehr gutes elektrisches Isoliervermögen und
- hervorragende Beständigkeit gegen chemische Angriffe
vieler Art verfügbar.
Der Energieverbrauch wuchs schnell, die Anforderungen
der Elektrotechnik stiegen und die Eigenschaften des Konstruktionsmaterials
Porzellan wurden ständig weiterentwickelt und verbessert.
Dies führte zu den heutigen Tonerdeporzellanen,
die sich vom Quarzporzellan durch deutlich höhere Festigkeit
und Zuverlässigkeit selbst bei extremen thermischen Dauerbelastungen
(z. B. - 50 °C bis 550 °C) oder plötzlicher Temperaturveränderung
(z. B. im Kurzschlussfall) klar abheben. Auch im Langzeitverhalten
unter Freiluftbedingungen (Alterung) ist Tonerdeporzellan
dem Quarzporzellan überlegen und wird deshalb vor allem
bei Freiluftschaltanlagen und Freileitungsisolatoren (z. B.
als Langstab-, Bahnisolator und Stützer) von qualitätsbewussten
Anwendern eingesetzt.
Neuere Entwicklungen zeigen, dass hydrophobe Oberflächen
das elektrische Fremdschichtverhalten verbessern und vereinfachte
Bauformen erlauben. Innovativ ist auch der Austausch von Tonerde
durch Bauxit. Der neue, wesentlich preiswertere Werkstoff
bietet vergleichbare technische Eigenschaften.
Bild 3: Gefüge eines
Tonerdeporzellans, geschliffen und geätzt, unter dem
Rastermikroskop
Quarz- und Tonerdeporzellan definieren sich
über austauschbare Rohstoffe, also über preiswerteren
Quarz (SiO2) und vergleichsweise teuere Tonerde (Al2O3). Das
traditionelle Quarzporzellan stellt deshalb
und auch wegen der preisgünstigen Herstellung eine Alternative
für moderate Belastungsfälle dar. Für eine
nicht geringe Zahl von Anwendungen ist somit das Quarzporzellan
ein Element zur Erhaltung und Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit.
| Film: Langstab-Produktion |
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