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Zu den Werkstoffen der Silikat-Keramik
zählen
- Technische Porzellane
- Steatit
- Cordierit
- Mullit-Keramik
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TECHNISCHE PORZELLANE
Die natürlichen Ausgangsstoffe der
Technischen Porzellane (Gruppe
C 100 Alkali-Aluminiumsilikatporzellane) sind Quarz, Feldspat
und Kaolin.
Dieses Quarzporzellan wurde bereits im letzten
Jahrhundert als Technische Keramik genutzt.
Aufgrund steigender Anforderungen wurden Porzellane mit verbesserten
elektrischen, mechanischen und thermischen Eigenschaften entwickelt.
Durch Veränderungen in der Zusammensetzung entstanden die
Tonerdeporzellane (C 120 und C 130), die
mehr als eine doppelt so hohe Festigkeit aufweisen.
Im Tonerdeporzellan ist der preiswerte Quarz (SiO2) durch die Tonerde (Al2O3) ersetzt. Das Tonerdeporzellan zeichnet sich
deshalb durch
- höhere, Festigkeit auch bei thermischen
Dauerbelastungen und
- günstiges Langzeitverhalten unter
Freiluftbedingungen aus.
Das kostengünstige Quarzporzellan hat im
- Niederspannungsbereich seine Bedeutung.
Tonerdeporzellan wird vor allem für
- Freileitungs-Isolatoren eingesetzt.
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STEATIT
Diese anorganischen Werkstoffe auf Basis
natürlicher Rohstoffe (Hauptkomponente: Speckstein, Zusätze:
Ton und Flußmittel) bilden die Gruppe der Magnesiumsilikate (Gruppe C 200).
Die Art des Flußmittels beeinflußt die elektrischen
Eigenschaften und führt zu der Unterscheidung: Steatit für
Niederspannung (C 210), normaler Steatit (C 220)
sowie Sondersteatit "mit niedrigem Verlustfaktor" (C 221)
- auch Hochfrequenzsteatit genannt.
Steatit besitzt
- hohe bis sehr hohe mechanische Festigkeit und
- dielektrische Eigenschaften.
Sondersteatit zeichnet sich darüber hinaus
durch
- niedrigen Verlustfaktor aus.
Steatite findet vielfache Anwendung in der
Elektrotechnik.
Sondersteatit eignet sich dabei für
- verlustarme Hochfrequenzbauteile
und wegen seiner guten Verarbeitbarkeit auch sehr
gut zur Herstellung von
- Bauteilen mit dünnen und
gleichmäßigen Wandstärken.
Poröser Steatit (C 230) wird
auch zur Herstellung von Modellteilen verwendet, weil dieser nach dem
Sinterbrand mit Werkzeugen noch einfach zu bearbeiten ist.
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CORDIERIT
Diese Magnesiumsilikate (Gruppe C 400) entstehen
beim Sintern von Speckstein mit Zusätzen von Ton, Kaolin, Korund
und Mullit.
Cordierit verfügt über
- hohe Temperaturwechselbeständigkeit und
- niedrige Wärmeausdehnungskoeffizienten.
Die porösen Varianten haben zwar
gegenüber dem dichten Werkstoff eine niedrigere Biegefestigkeit,
zeichnen sich aber durch eine höhere
Temperaturwechselbeständigkeit aus.
Cordierite sind allgemein in der
- Wärmetechnik und vor allem in der
- Elektrowärmetechnik,
z.B. als Isolierkörper für elektrische
Durchlauferhitzer und Heizleiterträger in Öfen zu finden.
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MULLIT-KERAMIK
Die Werkstoffe unterscheiden sich durch ihre
Rohstoff-Zusammensetzung, d.h. ihre Anteile an Al2O3 und SiO2,
sowie eventuell zusätzlichen Glasphasen bildende Bestandteile.
Diese bestimmen den nach dem Brand vorliegenden Materialphasen-Anteil
an Mullit (3 Al2O3
2 SiO2) und Korund (Al2O3) sowie
zusätzliche Glasphasen. Es kann zwischen reiner dichtgesinterter
und offen poröser Mullitkeramik unterschieden werden.
Wichtige Eigenschaften der Mullitkeramik sind:
- hohe Festigkeit,
- geringe Wärmedehnung,
- hohe Temperaturwechselbeständigkeit und
- Hochtemperaturkriechbeständigkeit von
glasphasefreiem Mullit.
Deshalb werden die Werkstoffe eingesetzt bei
- Thermoelementschutzrohren
- Tragrollen für
Hochtemperatur-Rollenöfen und
- anderen Anwendungen in der
Hochtemperaturtechnik bis 1650 °C.
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Weitere, ausführlichere Information
hierzu im Brevier |
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06. Februar 2006
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