Keramikbauteile

Keramikbauteile sind Bauteile aus keramischen Werkstoffen, die in technischen Anwendungen eingesetzt werden, wo hohe Temperaturbeständigkeit, Verschleißfestigkeit oder chemische Resistenz gefordert ist. Typische Werkstoffe sind Oxide wie Aluminiumoxid (Al2O3) oder Zirkoniumdioxid (ZrO2) sowie Nichtoxide wie Siliziumkarbid (SiC) oder Siliziumnitid (Si3N4).

Technische Keramiken zeichnen sich durch hohe Härte, hohe Festigkeit unter Druck, geringe Wärmeleitfähigkeit und chemische Inertheit aus. Sie kombinieren oft gute Hochtemperatureigenschaften mit geringer thermischer Ausdehnung. Allerdings neigen sie zu Sprödbruch, weshalb Zerspanung und Baugruppen mit sorgfältiger Prozessführung erfolgen müssen.

Herstellung erfolgt überwiegend durch Pulvermetallurgie: Mischen, Formen (Pressen, Sintern, Isostatisches Pressen) oder durch keramische Umformverfahren wie Tape-Casting oder Extrusion. Moderne Fertigung nutzt auch keramische Spritzgieß- und Additivverfahren. Nach dem Sintern sind Oberflächenbearbeitung, Schleifen oder Polieren nötig, um Toleranzen und Oberflächenqualität zu erreichen.

Anwendungen finden sich in Lagern und Dichtungen, Schneidwerkzeugen, Ventilen, Hochtemperaturkomponenten in der Automobil- und Luftfahrttechnik, als keramische Substrate in der Elektronik, sowie in der Medizintechnik (Zirkon- bzw. Aluminiumoxid-Keramikimplantate) und in der Chemieindustrie als inert reagierende Bauteile.

Vorteile sind Verschleißfestigkeit, Chemikalienbeständigkeit und Temperaturstabilität; Nachteile umfassen Bruchempfindlichkeit, kostenintensive Herstellung und Bearbeitung. Forschung konzentriert sich auf faserverstärkte oder gefügeveränderte Keramiken, sowie verbesserte Bearbeitungstechniken und additive Herstellungsverfahren.