Einsatzmöglichkeiten keramischer Werk- und Baustoffe

Mediterrane Dachziegel aus Keramik TerrakottaEine Alternative zu metallischen Stoffen stellen keramische Baustoffe dar. Wegen bestimmter vorteilhafter Eigenschaften bietet sich deren Einsatz häufig an. Diese Eigenschaften und generell die Qualität der Werkstoffe können u.a. durch die unabhängigen Experten vom Keramikinstitut überprüft werden. Dies erfolgt über verschiedenartige Verfahren, die auch auf artverwandte Stoffe anwendbar sind. Damit werden indirekt auch Einsatzmöglichkeiten der keramischen Werkstoffe u.a. als Baustoffe festgelegt.

Um diese für keramische Roh- und Werkstoffe angeben zu können, müssen deren physikalische
Eigenschaften getestet werden. Damit sind beispielsweise die Druckfestigkeit, die Schüttrohdichte und die Korngrößenverteilung gemeint. Viele der angewendeten Testverfahren sind nach DIN genormt, so dass eine wirklich genaue Analyse erfolgen kann.

Neben physikalischen Eigenschaften können aber auch optische Eigenschaften überprüft werden. Das bezieht sich vor allem auf die Oberfläche der Werkstoffe, von denen auf diese Weise die Art der Farbe und des Glanzes ermittelt wird. Zudem können thermische oder rheologische Eigenschaften (d.h. die Veränderung bezüglich des Verformungs- und Fließverhaltens) getestet werden.

Generell lässt sich eine Unterteilung der Werkstoffe in grobkeramische und feinkeramische Werkstoffe vornehmen. Beide Stoffe sind zunächst anorganisch und nicht metallisch. Ein ausschlaggebendes Unterscheidungskriterium ist die Korngröße. Sind Gefügebestandteile größer als 1 mm handelt es sich um ein grobkeramisches Produkt, während kleinere Bestandteile als Feinkeramik eingestuft werden.

Grobkeramische Werkstoffe werden sehr häufig im Baubereich eingesetzt. Bekannte Anwendungsmöglichkeiten sind Fliesen, (Fassaden-)Platten oder Dachziegel. Diese sind in der Regel hart und formbeständig. Vor allem beim Einsatz im Außenbereich müssen die Materialien auch frostbeständig sein. Die grobkörnigen Rohstoffe besitzen dann allerdings häufig eine uneinheitliche Struktur. Für Historiker ist Grobkeramik interessant, denn Alltagsgüter wurden in den verschiedensten Kulturen seit vielen Tausend Jahren aus solch keramischem Material (Irdenware und Steinzeug) hergestellt.

Für feinmechanische Werkstoffe gibt es verschiedene Begriffe wie zum Beispiel Hochleistungskeramik, Ingenieurkeramik oder Industriekeramik. Die beiden letztgenannten Bezeichnungen verdeutlichen bereits, dass es sich hierbei um Werkstoffe handelt, die auf technische Anwendungen optimiert wird. Meist wird diese bei Raumtemperatur geformt, ihre Verwendungsmöglichkeit erhält sie jedoch durch Erhitzung bei sehr hohen Temperaturen.

Deswegen besitzt Feinkeramik häufig eine Hitzebeständigkeit gegenüber sehr hohen Temperaturen von 1000°C und mehr. Nicht zuletzt wurde sie lange Jahre als Hitzeschild für das Space Shuttle bei Wiedereintritt in die Erdatmosphäre verwendet. Außerdem verfügt Feinkeramik über eine geringe Wärmeleitfähigkeit, eine große Härte und eine hohe mechanische Festigkeit. Verwendet werden diese Stoffe beispielsweise in der Medizintechnik als Ersatz für Zähne und Knochen.

Im Ingenieurbereich werden feinkeramische Elemente als Isolatoren oder als Bauteile von Kondensatoren eingesetzt. Wegen der enormen Hitzebeständigkeit sind sie zudem gut geeignet für den Ofenbau oder den Einsatz in Brenn- und Heizsystemen. Ebenso verwendbar sind sie für Lagerschalen von Gasturbinen oder als Teile von Pumpen, die beispielsweise im Meerwasserbereich Salzwasser ohne Verschleißerscheinungen fördern.

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Ein Kommentar

  1. […] Qualität der Keramikkugeln zu messen bzw. zu erfassen. Strobl hat am Institut für Struktur- und Feinkeramik den sogenannten Kerbkugelversuch entwickelt, mit welchem dieser Missstand behoben werden kann. Bei […]

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