Hochleistungskeramik und warum?

Warum wird die Keramik für technische und industrielle Anwendungen verwendet?

Die Keramik ist eine hervorragende Alternative, wo andere traditionelle Materialien an ihre Grenzen stoßen. Dies geschieht zum Beispiel bei extremen Temperaturen, aggressiven Chemikalien, Nahrungsmittelkontaktanwendungen mit hohem Verschleiß, elektrische Isolierung, usw.

Welche sind einige Anwendungsbeispiele?

Nehmen wir zum Beispiel Spritzenpumpen für Pharma-, Lebensmittel- und Kosmetikindustrie. Keramik ist das Hauptmaterial für diese Anwendung dank ihrer Trägheit, nicht-Zytotoxizität, Härte, Verschleißfestigkeit und Beständigkeit gegen Korrosion.pistoni

Ein weiteres Beispiel sind die Rakelringe aus Zirkonoxid, die im Tampondruck verwendet werden. In dieser Anwendung weist Zirkonoxid seine Eigenschaften nach: extrem hohe Verschleißfestigkeit, chemische Beständigkeit, die Null-Porosität und ein sehr niedriger Reibungskoeffizient.

Im Bereich der Hochdruck ist die Keramik die „Hauptfigur“ durch sehr gute Verschleiß- und Abriebfestigkeit, was exzellente Performance gewährleisten. Anwendungsbeispiele sind die Kolben und Düsen für Hochdruckpumpen und Hochdrucksystemen.

Keramik wird auch als elektrische Isolierung beispielsweise innerhalb Heizpatronen für seine hohe Spannungsfestigkeit und kontextuellen niedrige dielektrische Verluste verwendet.

Was ist die Zukunft der Technischen Keramik?

Leider ist das Potential der Keramik noch nicht ausreichend genutzt.

Keramische Werkstoffe erfordern vom Konstrukteur eines Bauteils umfangreiche Kenntnisse hinsichtlich der Materialeigenschaften und der Fertigungsprozesse. Außerdem sind sie etwas teurer als andere Materialien und diese zwei Aspekte können die Keramik benachteiligen.

Oft kommt man zur Keramik nicht  bei der Planung / Produkt-Design, sondern erst wenn Probleme entstehen, die andere Materialien nicht lösen können. Ein Material mit Keramik anpassen ist nicht immer einfach:

- sowohl vom technischen Standpunkt aus: Ecken und spitze Kanten, Hinterschneidungen, plötzliche Querschnittsänderungen sind in der Keramik zu vermeiden;

- sowohl aus wirtschaftlicher Sicht: die Keramik hat höhere Herstellungskosten als ein metallisches Material und es ist nicht einfach das gleiche Budget zu halten.

So bilden die Technischen Keramiken eine Werkstofffamilie mit einem hohen Innovationspotenzial, das noch weit im 21. Jahrhundert nicht ausgeschöpft sein dürfte.

Wir vertrauen auf die Verbreitung von Wissen über die Besonderheiten von Hochleistungskeramik in den Universitäten, so dass die Konstrukteure von morgen das enorme Potenzial der keramischen Materialien schätzen können und dass die Keramik die Wahl für viele Anwendungen sein wird.