Hochleistungskeramiken als Basis für effektive Prozesse in der mechanischen Verfahrenstechnik

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Demgegenüber weist das teilstabilisierte ZrO2-TZP eine wesentlich höhere Festigkeit und Bruchzähigkeit auf, woraus sich in der Kombination mit dem vergleichsweise geringem E-Modul und der niedrigen Härte eine hohe Schlagfestigkeit ergibt. Es weist eine dem Stahl ähnliche Wärmedehnung auf. Dadurch ist es gut mit Stahl zu fügen und verfügt über eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit, wodurch es für wärmeisolierende Einsätze qualifiziert ist. Aufgrund der Kombination der mechanischen Eigenschaften liegen der empirische Verschleißfaktor und auch experimentell ermittelte Werte wesentlich besser als bei Al2O3.

Ein Nachhipen (Heißisostatisches Pressen) steigert die Festigkeit sogar noch um etwa ein Drittel. Allerdings ist die Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu Al2O3 begrenzt und kann insbesondere unter hydrothermalen Bedingungen kritisch werden. Besonders im Hinblick auf die Hydrothermal-Beständigkeit erweist sich der Al2O3-ZrO2-Composite-Werkstoff ATZ als deutlich besser, und er zeigt auch bei den verschiedenen Verschleiß-Kennwerten Vorteile gegenüber dem reinen ZrO2, obwohl die Mehrzahl von Eigenschaften recht ähnlich ist.

Das gesinterte SiC ähnelt in den mechanischen Eigenschaften dem Al2O3. Deutliche Unterschiede bestehen jedoch in der geringeren Wärmedehnung und der wesentlich höheren Wärmeleitfähigkeit. Somit leiten SiC-Bauteile Wärme aus einem System besonders gut ab, z.B. die Reibungswärme einer Rührwerks-Kugelmühle. Des Weiteren weist das SiC aufgrund der hohen Härte eine exzellente Abrasionsbeständigkeit sowie eine nahezu umfassende chemische Beständigkeit auf.

SiC – bevorzugter Werkstoff für Gleitlager und Gleitringdichtungen

Vorteilhaft ist auch das insgesamt sehr gute tribologische Verhalten, das SiC zum bevorzugten Werkstoff für Gleitlager und Gleitringdichtungen macht. Das Si3N4 ist dagegen wiederum eher dem ZrO2 ähnlich und weist eine sehr günstige Kombination von Festigkeit, Zähigkeit und Härte auf. Aufgrund der Gefügebeschaffenheit ist die Verschleißbeständigkeit exzellent, die Korrosionsbeständigkeit ist dagegen im Vergleich zu SiC etwas begrenzter.

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