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Werkstofftechnik 1 - Keramik

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Werkstofftechnik 1

Keramik

Unter Keramiken versteht man oxidische und silikatische Werkstoffe, deren Gefüge aus Kristallen oder einer Zusammensetzung von kristallinen und glasartigen Bestandteilen bestehen.

Keramische Sicherungen
Keramische Sicherungen

Sie sind zudem nicht-metallisch, polykristallin und anorganisch. Elemente aus denen Keramiken und Gläser bestehen sind folgende Nichtmetalle:

  • C = Kohlenstoff
  • N = Stickstoff
  • O = Sauerstoff
  • P = Phosphor
  • S = Schwefel

Im alltäglichen Gebrauch finden sich Keramiken und Gläser in beinahe jedem Bereich eines Haushalts wieder. Z.B. Teller, Tassen, Gefäße, Dachpfannen werden den Keramiken und Gläsern zugeordnet. Die besonders hohen Schmelztemperaturen von Keramiken liegen oft höher als die metallischer Werkstoffe, weshalb sich Keramiken besonders in der metallschaffenden Industrie durchgesetzt haben.  Da Keramiken zudem eine besonders schlechte elektrische Leitfähigkeit besitzen werden sie in Stromnetzen oft als Isolatoren eingesetzt. Beide zuvor beschriebenen Eigenschaften haben auch dazu geführt, dass gerade in Fahrzeugen Keramik zum Einsatz kommt [Zündkerzen, Bremsbeläge, usw.] Weitere charakteristische Eigenschaften von Keramiken und Gläsern sind:

  • Verschleißfestigkeit
  • Hohe Härte
  • Korrosionsbeständig
  • geringe Dichte
  • kaum thermische Ausdehnung
  • hohe mechanische Belastbarkeit

Besonders häufig eingesetzte Keramiken sind:

  • Oxid-Keramiken wie Magnesiumoxid [MgO], Aluminiumoxid [Al2O3] und Titanoxid [TiO2]
  • Nicht-Oxid-Keramiken wie Karbide [CaC2], Boride  und Nitride

Der Unterschied von Keramiken und Gläsern zeigt sich besonders in ihrem atomaren Aufbau. Keramiken sind wie Metalle kristallin aufgebaut, Gläser hingegen haben keine geordnete Atomanordnung, weshalb man von einem amorphen Aufbau spricht.

Keramische und gläserne Struktur im Vergleich
Keramische und gläserne Struktur im Vergleich