Brevier TECHNISCHE KERAMIK

 

      Werkstoffe der technischen Keramik

 

 


   

3.4.1.4 Mullitkeramik

Im System Al2O3–SiO2 köpnnen durch Variation der chemischen und mineralogischen Zusammensetzung die Eigenschaften der Mullitkeramik gezielt eingestellt werden. Reiner Mullit (3Al2O3 . 2SiO2) besteht aus 82,7 Masse-% Al2O3 und 17,3 Masse-% SiO2. Mit konventioneller Sintertechnik lässt sich reines Mullit nicht dicht sintern.
Mullitkeramik besteht aus einem Gefüge, das sich aus den Mineralphasen Mullit, Korund (Al2O3)und Glas (SiO2) aufbaut.

Sintermullit enthält in der Regel bis zu 10% Glasphase. Die Gesamtporosität liegt aber immer noch bei 10 Vol.-%. Typische Werkstoffe sind M72 und M85. Sie sind in der folgenden Tabelle gegenübergestellt.

  Werkstoffe
M 72
M 85
Al2O3
Masse-%
72
85,5
SiO2
Masse-%
26,5
13,5
Mullit
Masse-%
90 - 95
50 - 55
Korund
Masse-%
1
45 - 50
Glasphase
Masse-%
5 - 10
0,5
Dichte
g/cm³
2,85
3,2
Porosität
Vol.-%
9
10

Tabelle 2: Chemische Zusammensetzung und Mineralphasen

Glasphasenarme, poröse Mullitkeramiken besitzen eine relativ hohe Festigkeit, vergleichsweise geringe Wärmedehnung und dadurch hohe Temperaturwechselbeständigkeit. Die Hochtemperatur-Kriechbeständigkeit ist der von reinen Aluminiumoxidkeramik überlegen.
Einsatzgebiete sind Brennhilfsmittel für Temperaturen bis 1.700 °C – auch in oxidierender Atmosphäre – und Tragrollen in Hochtemperaturöfen. Wegen ihrer geringen Wärmeleitfähigkeit und hohen Korrosionsbeständigkeit wird poröser Mullit auch in der Feuerfestindustrie eingesetzt.

Steigert man den Glasphasenanteil (> 10 %) lässt sich die Porosität deutlich reduzieren. Dicht gesinterte Mullitkeramik verknüpft hohe Festigkeit mit guter Temperaturwechselbeständigkeit und anwendungsgerechter Kriechfestigkeit. Eine wichtige Anwendung stellt z. B. das Thermoelement-Schutzrohr dar.

Mullit (C 600) und Aluminiumoxid (C 700)

 
 
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