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Oxidkeramik

Aluminiumoxid (AL2O3)

Das Aluminiumoxid mit einem Al2O3 -Gehalt von mehr als 80% bis mehr als 99% ist der technisch wichtigste oxidkeramische Werkstoff. Er zeichnet sich aus durch

  • hohe Festigkeit und Härte,
  • hohe Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit,
  • hohe Wärmeleitfähigkeit,
  • hervorragendes Isolationsvermögen,
  • hohe Zähigkeit und
  • Hochtemperaturfestigkeit.

Wegen seiner vielseitigen Eigenschaften und Eigenschaftskombinationen und seines guten Preis-Leistungs-Verhältnisses wird der Werkstoff praktisch in allen Anwendungsgebieten eingesetzt

  • in der Elektrotechnik,
  • in der Elektronik,
  • im Maschinen- und Anlagenbau,
  • in der Chemie- und Verfahrenstechnik,
  • in der Medizintechnik,
  • in der Hochtemperaturtechnik.

Detaillierte Beispiele finden Sie in der alphabetischen Applikationsliste.

Magnesiumoxid (MgO)

Der Werkstoff wird meist in hoher Reinheit als sog. Einstoffkeramik in poröser oder gasdichter Form hergestellt. Besondere Kennzeichen sind die

  • gute elektrische Isolierfähigkeit und
  • die Wärmeleitfähigkeit.

Magnesiumoxid kommt in der

  • Wärmetechnik, vorwiegend bei der Herstellung von Röhrchen mit genau definierter Festigkeit, sowie als
  • Isolierwerkstoff für z.B. Gehäuse zum Einsatz.

Zirkonoxid (ZrO2)

Zirkonoxid tritt in monokliner, tetragonaler und kubischer Kristallmodifikation auf und wird als voll stabilisiertes (FSZ), teilstabilisiertes (TSZ) oder tetragonales (TZP) Zirkonoxid entsprechend der Menge der Dotierung hergestellt.

Zirkonoxide haben wegen ihrer hervorragenden tribologischen Eigenschaften sowie ihrer

  • höchsten Biegebruch- und Zugfestigkeit
  • hohen Bruchzähigkeit
  • hohen Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit
  • niedrigen Wärmeleitfähigkeit
  • Sauerstoffionenleitfähigkeit und
  • ihrem E-Modul ähnlich Stahl

in den letzten Jahren zunehmend Bedeutung erlangt. Aufgrund dieser Eigenschaften werden Zirkonoxid-Keramiken bevorzugt für

  • mechanisch hochbelastbare Komponenten eingesetzt.

Die Sauerstoffionenleitfähigkeit wird zur Messung von Sauerstoffpartialdrücken, z. B.

  • in der Lambda-Sonde des Katalysators genutzt.

Aluminiumtitanat (ATi)

DEine stöchiometrische Mischphase von Aluminiumoxid und Titandioxid. Der Werkstoff überzeugt durch:

  • niedrige Wärmeleitfähigkeit
  • sehr niedrigen Wärmeausdehnungkoeffizienten, verbunden mit sehr hoher Temperaturwechselbeständigkeit
  • geringe Benetzbarkeit durch Aluminium- und Buntmetallschmelzen und
  • offene Porosität.

Anwendung findet das Aluminiumtitanat beispielsweise als

  • Portliner oder Zylinderauskleidung in Fahrzeugmotoren
  • Ofenschieber und in der Gießereitechnik.

Piezokeramik (PZT)

DEine stöchiometrische Mischphase von Aluminiumoxid und Titandioxid. Der Werkstoff überzeugt durch: Die heute wichtigsten piezoelektrischen keramischen Werkstoffe basieren auf dem oxidischen Mischkristallsystem Bleizirkonat und Bleititanat. Die Eigenschaften hängen vom molaren Verhältnis (Bleizirkonat zu Bleititanat) sowie Substitutionen und Dotierungen durch zusätzliche Elemente ab. Piezokeramiken sind durch den direkten piezoelektrischen Effekt in der Lage, bei mechanischer Verformung oder Belastung elektrische Ladung freizusetzen. Beim inversen piezoelektrischen Effekt kommt es zu einer Dimensionsänderung durch ein elektrisches Feld. Es ergeben sich dadurch vielfältige Modifikationsmöglichkeiten für Werkstoffe mit unterschiedlichster Spezifikation, beispielsweise für

  • Sensoren
  • Hochleistungs- Ultraschallgeneratoren und
  • Aktoren

 

Weitere, ausführlichere Information hierzu im Brevier

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