Keramik in der Technik

Becken- und Oberschenkelknochen eines Skeletts
Hüftgelenk aus Titan mit keramischem Kugelgelenk

Durch die ständige Weiterentwicklung des Werkstoffes Keramik lassen sich Bauteile mit nie da gewesenen Eigenschaften herstellen. Daraus erschließen sich völlig neue Anwendungsgebiete. War das historische Brunnen-Rad noch aus herkömmlicher Keramik, ist das Ausgangsmaterial für High Tech Keramik das Ergebnis hochkomplexer chemischer Prozesse. Die Nicht-Metalle Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff gehen mikrofeine Verbindungen ein mit den Halbmetallen Bor und Silizium und mit Metallen wie Aluminium, Titan und Zirkon.
Aus der Komplexität der Verbindungsmöglichkeiten dieser Elemente resultieren die vielseitigen Eigenschaften der Hochleistungskeramik und ihr nahezu unbegrenztes Leistungsvermögen. So ist die Keramik nach dem Diamanten das härteste Material, hat eine Temperaturbelastbarkeit bis zu 1.500 Grad Celsius, ist resistent gegen Lösungsmittel, Säuren oder Laugen und hat hervorragende Isolationseigenschaften.
Mit diesen Qualitäten hat die Keramik die Entwicklung der PC´s revolutioniert. Bei einer Wärmeabstrahlung von 20 bis 30 Watt pro Quadratzentimeter gibt ein Chip mehr Wärme ab als die gleichgroße Fläche eines Bügeleisens. Aluminiumoxyd- und Aluminiumnitrid-Keramik übersteht problemlos Temperaturschwankungen zwischen -65 Grad und +150 Grad Celsius, ist mechanisch sehr stabil und sorgt wegen der Isolationseigenschaften für eine sichere Abschirmung der auf engstem Raum untergebrachten Transistoren. In rascher Folge erschließen sich neue Anwendungsgebiete: Keramische Werkstoffe lassen sich maßschneidern. Diese Eigenschaft ist von besonderer Bedeutung im Bereich der Medizin. Unfall, Abnutzung oder Krankheit beeinträchtigen die Beweglichkeit menschlicher Gliedmaße. Der Einsatz medizinischer Implantate gibt den betroffenen Menschen bis zu 100 % ihrer ursprünglichen Beweglichkeit zurück und sorgt für den Erhalt der Lebensqualität. Hervorragende Gewebeverträglichkeit, große Stabilität und hohe Korrosionsbeständigkeit zeichnen die Aluminiumoxid-Keramik aus und machen sie damit zum idealen Ausgangsstoff für passgenau angefertigte Gelenke.
Leichtigkeit und trotzdem von hoher Festigkeit macht Keramik für den Automotorenbau unersetzlich. Siliziumnitrid-Keramik findet Verwendung bei extrem belasteten Teilen wie Nockenwellen, Ventilen oder Rotoren für Turbolader. Für den praktischen Betrieb bedeutet das einen geringeren Kraftstoffverbrauch, niedrigen Schadstoffausstoß und nicht zuletzt eine längere Lebensdauer des Motors.
Neben der Anwendung in der metallverarbeitenden- und in der Textilindustrie begegnen wir der Keramik aber auch im Haushalt. Der Hebel einer Mischbatterie läßt sich so leicht bewegen und der Wasserstrahl exakt dosieren, weil ein Inlet aus Keramik mit seiner extrem glatten Oberfläche für reibungsloses Gleiten und höchste Passgenauigkeit sorgt.
Messer, Scheren oder Reiben mit Keramikschneiden sind dauerhaft scharf und korrosionsbeständig, so dass die tägliche Küchenarbeit sehr erleichtert wird.