Keramikkomponenten

Keramikkomponenten sind Bauteile, die ganz oder teilweise aus keramischen Werkstoffen hergestellt werden. Dazu zählen oxide Keramiken wie Aluminiumoxid (Al2O3), Zirkonoxid (ZrO2) und Mullit sowie nicht-oxidische Keramiken wie Siliziumcarbid (SiC), Siliziumnitrid (Si3N4) und Aluminiumnitride (AlN). Sie zeichnen sich durch hohe Härte, Verschleißfestigkeit, gute Temperatureigenschaften und chemische Beständigkeit aus, außerdem durch eine geringe Wärmeausdehnung. Gleichzeitig sind viele Keramiken spröde und neigen bei Belastung zu Rissbildung, was ihre Zähigkeit begrenzt und spezielle Bauweisen erforderlich macht.

Keramische Materialien finden breite Anwendung in technischen Bauteilen, in denen Härte, Wärme- oder Chemikalienbeständigkeit gefordert sind. Oxide Keramiken eignen sich gut als verschleißfeste Dichtungen, Isolatoren oder Substratmaterialien in Elektronik, während Nicht-Oxidkeramiken wie SiC und Si3N4 oft in Hochtemperatur- und Hochbelastungselementen eingesetzt werden. Zunehmend werden auch keramische Werkstoffe mit gezielt eingestellten Eigenschaften verwendet, zum Beispiel dopierte oder stabile Phasen, um Zähigkeit zu erhöhen.

Herstellung und Verarbeitung erfolgen in mehreren Schritten. Formgebung erfolgt durch Pressen, Spritzgießen oder Extrusion; anschließend erfolgt Dichten durch Sintern, häufig ergänzt durch Hot Isostatic Pressing (HIP). Für elektronische Bauteile kommen Tape-Casting oder Mehrschicht-Aufbauten zum Einsatz. Oberflächenbearbeitung, Schleifen und fräsen ermöglichen enge Maßtoleranzen und präzise Passungen. Integration in Systeme erfolgt oft durch Kleben, Verschraubung oder metallische Verbindungselemente; keramische Komponenten werden wegen ihrer Eigenschaften gezielt dort eingesetzt, wo Glasur, Dickbeschichtung oder tribologische Anforderungen eine Rolle spielen.