glaskeramischen

Glaskeramische Materialien sind Glas, dem durch kontrollierte Kristallisation Kristalle in einer glasartigen Matrix zugefügt werden. Sie verbinden keramische Härte und Festigkeit mit Glasmerkmalen wie Transparenz bei bestimmten Typen und einer geringen Ausdehnung bei Temperaturwechsel. Die Mikrostruktur besteht aus fein verteilten Kristallen in einer vitreösen Phase.

Herstellung erfolgt aus einer homogenen Glasschmelze, die durch eine gezielte Wärmebehandlung kristallisiert wird. Zunächst bilden sich viele Kristallisationskerne (Nukleation), anschließend wachsen Kristallphasen. Durch Feinsteuerung von Temperatur und Zeit entsteht eine feinkörnige, gleichmäßige Mikrostruktur, die Festigkeit, thermische Stabilität und chemische Beständigkeit erhöht.

Typische Systeme verwenden Lithiumoxid-Aluminiumoxid-Siliziumdioxid (LAS) für geringe Ausdehnung, mullit- oder spodumenbetonte Glaskeramiken. Lithiumdisilicat-Glaskeramiken finden unter anderem in der Zahnmedizin Verwendung. Die Kristallphasen haben Größen meist im Submikronbereich, wodurch Risse gehemmt werden. Je nach Zusammensetzung lassen sich Eigenschaften wie Wärmebeständigkeit, Härte und Transparenz gezielt steuern.

Anwendungen reichen von Kochplatten aus Glaskeramik (z. B. Ceran) über Dentalrestaurationen bis zu technischen Bauteilen in Optik, Raumfahrt oder Industrie, die hohe Temperaturbeständigkeit, Festigkeit und Beständigkeit gegen thermische Stöße erfordern. Glaskeramische Werkstoffe verbinden damit keramische Zuverlässigkeit mit glasartigen Verarbeitungseigenschaften.

Historisch entwickelten Forscher der Glasindustrie in den 1950er Jahren Glaskeramiken; Pionier war Pyroceram von Corning, das später unter Marken wie CorningWare eingesetzt wurde. Seitdem verbreiteten sich Glas-Keramik-Systeme breit.