Keramische Werkstoffe

Werkstofftechnik 2

Das Kapitel Keramische Werkstoffe in unserem Online-Kurs Werkstofftechnik 2 besteht aus folgenden Inhalten:

1. Ausprägungen von Keramiken

   Keramische Werkstoffe > Ausprägungen von Keramiken

   

   KeramikKeramische Werkstoffe haben die Besonderheit, dass der Grat zwischen Herstellung und Verarbeitung so schmal ist, dass eine Differenzierung sehr schwer erscheint. Die Ursache dafür liegt darin, dass der keramische Werkstoff erst durch einen Brennvorgang entsteht. Aus diesem Grund folgt in diesem Abschnitt, sowie in den kommenden Abschnitten, immer eine Betrachtung der Gewinnung der ungeformten keramischen Rohmassen. Die Rohstoffe, die in eine Keramik einfließen, sind teilweise ...

2. Silikatkeramik

   Keramische Werkstoffe > Ausprägungen von Keramiken > Silikatkeramik

   

   Eine Silikatkeramik besteht aus drei verschiedenen Grundbestandteilen. Den Hauptbestandteil stellt eine mit Wasser formbare Tonsubstanz dar. Hinzu kommen die nichtplastische Zusätze Quarz und Feldspat. Der Feldspat dient beim Brennvorgang als Flussmittel. Alternativ lässt sich anstelle von Feldspat auch Kalk, Talk oder Glimmer verwenden.TonsubstanzEine Tonsubstanz entsteht natürlich infolge von Verwitterung der Feldspate in Gesteinen. Hierbei wirken vor allem Wasser und Kohlensäure ...

3. Oxidkeramik und Nichtoxidkeramik

   Keramische Werkstoffe > Ausprägungen von Keramiken > Oxidkeramik und Nichtoxidkeramik

   

   Oxidkeramik und Nichtoxidkeramik zählen zu den nichtsilikatischen Werkstoffen und werden aus künstlich erzeugten Ausgangsstoffen unter hochreinen sowie kontrollierten Bedingungen hergestellt. Sowohl die chemische als auch mineralische Zusammensetzung ist sehr vielfältig und umfasst neben Oxiden auch Nichtoxide wie Karbide, Nitride und Flouride.Oxidkeramische RohstoffeDie Gewinnung von oxidkeramischen Rohstoffen erfolgt in den meisten Fällen durch den chemischen Aufschluss ...

4. Ausgangsstoffe für die Glasherstellung

   Keramische Werkstoffe > Gläser > Ausgangsstoffe für die Glasherstellung

   

   GlasfassadeBei Glas handelt es sich um ein nichtkristallinen, spröden, anorganischen sowie hauptsächlich silikatisch-oxidischen Werkstoff, dessen Eigenschaft durch die Art und Menge der Oxide beeinflusst wird.Glas kann sowohl als Werkstoff, wie auch als Zustand definiert werden. In diesem Kurstext erfolgt eine Betrachtung von Glas als Werkstoff. Die Herstellung von Glas verläuft in vier Teilschritten. Zu Beginn erzeugt man das gewünschte Glasgemenge, welches aus spezifischen ...

5. Herstellungsschritte

   Keramische Werkstoffe > Gläser > Herstellungsschritte

   

   Die Herstellung von Glas erfolgt in vier Teilschritten. Der erste Schritt, die Erzeugung eines Glasgemenges, wurde bereits im vorherigen Text beschrieben. Als zweiter Teilschritt folgt der Schmelzvorgang und nachfolgend die Homogenisierung- und Läuterphase sowie das abschließende Abstechen und Abkühlen der Schmelze.Glasschmelzanlage Teilschritte bei der Herstellung von GlasAlle Teilschritte im Überblick:Erzeugung eines Glasgemenges (bereits behandelt)SchmelzvorgangHomogenisierung- ...

6. Schmelzen von Glas

   Keramische Werkstoffe > Gläser > Herstellungsschritte > Schmelzen von Glas

   

   Das Schmelzen von Gläsern findet bei Temperaturen von 1300 °C und 1600 °C statt.Geschmolzenes Glas in Graphit-Kokille vergossen Chemische Reaktionen in der ErwärmungsphaseAber auch schon in der Erwärmungsphase treten wichtige chemische Reaktionen auf:Beispielsweise wird ab einer Temperatur von 600 °C $ CO_2 $ abgeschieden, da die festen Phasen $ CaCO_3$, $Na_2CO_3$, und $SiO_2 $ miteinander reagieren.Wird eine Temperatur von mehr als 800 °C erreicht, so beginnt ...

7. Homogenisieren und Läutern

   Keramische Werkstoffe > Gläser > Herstellungsschritte > Homogenisieren und Läutern

   

   Das Homogenisieren und das Läutern sind beides Prozesse, die bei Temperaturen von ca. 1550 °C ablaufen.Fälschlicherweise wird oft angenommen,  dass man die Temperatur, welche ca. 350 ° über der Liquidustemperatur [Schmelztemperatur] liegt, derat hoch wählt, damit die Dauer des Schmelzvorgangs beschleunigt wird.  HomogenisierenUnter dem Homogenisieren versteht man eine gleichmäßige Verteilung aller Komponenten in einem Gemenge. Dies ist erforderlich, ...

8. Abstehen, Abkühlen und Erzeugungsfehler

   Keramische Werkstoffe > Gläser > Herstellungsschritte > Abstehen, Abkühlen und Erzeugungsfehler

   

   Mit dem Abstehen der Schmelze bei einer Temperatur von 900°C bis 1200 °C endet der Herstellungsprozess. Innerhalb des Abstehprozesses und infolge der Temperatursenkung erhöht sich die Viskosität und letzte feine, in der Schmelze vorhandene, Gasblasen verschwinden. Im Idealfall liegt nun eine idealhomogene Schmelze vor. Dieser Zustand ist jedoch technisch nur bedingt zu Erreichen, weshalb Gläser häufig Inhomogenitäten aufweisen. In den meisten Fällen sind diese ...