Keramik-Werkstoffe Hochleistungskeramiken als Basis für effektive Prozesse in der mechanischen Verfahrenstechnik

Autor / Redakteur: Gerhard Wötting, Walter Martin, Karl Berroth / Anke Geipel-Kern

Wo metallische Komponenten an Leistungsgrenzen stoßen, kommen keramische Hochleistungs-Werkstoffe zum Zug. In der mechanischen Verfahrenstechnik betrifft dies hoch abrasiv und korrosiv beanspruchte keramische Komponenten, die nicht nur eine verlängerte Lebensdauer auszeichnet, sondern auch neue Prozesse und Produkte ermöglichen.

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Technische keramische Werkstoffe auf oxidischer oder auch nichtoxidischer Basis sind metallischen Werkstoffen in vielen Belangen überlegen, insbesondere hinsichtlich Reibungs-, Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit sowie der thermischen Beständigkeit. Diese Vorteile nutzt die mechanische Verfahrenstechnik, um Prozesse zu verbessern, die Lebensdauer von Komponenten zu steigern und damit die Leistungsfähigkeit von Aufbereitungsgeräten und Apparaturen zu erhöhen.

Betrachtet man die „big four“ der technischen Keramik, dann handelt es sich um Aluminiumoxid (Al2O3), Zirkonoxid (ZrO2) in Form der teilstabilisierten Variante „TZP“ sowie um gesintertes Siliciumcarbid (SiC) und Siliciumnitrid (Si3N4), die sich dank spezifischer Eigenschaften für bestimmte Einsatzfälle qualifizieren.

Lange Zeit konnten die erwünschten Komponenten bezüglich Größe, Form und Komplexität nicht oder nur enorm aufwändig hergestellt werden. Forderungen aus der z.B. Nanotechnologie, aber auch Reinheitsforderungen der Lebensmittel- und Pharma-Industrie haben dazu geführt, dass neue Lösungen mit technischen Keramiken entwickelt wurden. Die beiden Keramikhersteller FCT Hartbearbeitung und FCT Ingenieurkeramik unter dem Dach der FCT Fine Ceramics Technology haben diese Entwicklung mit begleitet.

Welche Keramik wofür?

Al2O3 ist das „Arbeitstier“ unter den Keramiken mit vielfältigen Einsatzmöglichkeiten. Die Verschleißbeständigkeit im Vergleich zu Metallen liegt bereits 50- bis 100-fach höher. Aufgrund des hohen E-Moduls, der geringen Bruchzähigkeit und der hohen Härte ist das Material relativ spröde aber sehr gut korrosionsbeständig.

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