keramik 1 at Universität Stuttgart

Hochleistungskeramik ist definiert als hochentwickelter, hochleistungfähiger keramischer Werkstoff, der über bestimmte zweckmäßige Eigenschaften verfügt.

Hochleistungskeramik wird abgegrenzt zu traditioneller Keramik auf Tonbasis einschließlich Geschirrporzellan, Sanitärkeramik, Wand- und Bodenfliesen sowie Baukeramik verwendet.

Ionenbindung

Elektronenpaarbindung, unpolare / polare Bindung, kovalente Bindung unter Nichtmetallatomen.

Bildung von gemeinsam besetzten (Molekül-) Orbitale

Charakter: flüchtig o. makromolekular

Beispiele: Brom (Br2), Kohlenstoffdioxid (CO2),

Komplette Abgabe der Valenz- elektronen

Bildung von positiven Atomkernen in einem Elektroneng -->Metallgitter

Beispiele: alle Metalle und ihre Legierungen

Es treten vermischte Bindungsarten (kovalent – ionisch) je nach Elementpaarungen mit unterschiedlicher Gewichtung auf. Kenngröße dafür der Grad des ionischen Bindungsanteils, welcher sich aus der Elektronegativität der Elemente berechnet. Verbindungen mit hohem ionischen Anteil kristallisieren bevorzugt in Strukturen mit hoher Koordinationszahl (Anzahl der direkten Nachbarn innerhalb der Kristallstruktur).

Große Differenz  stark polar (= Ionisch).

Keramiken mit hohem kovalenten Bindungsanteil haben die höchsten Schmelz- bzw. Zersetzungstemperaturen (z.B. SiC, C,…).

σ: ρ: 300-2300 MPa 2-15 g/cm³

mechanische Eigenschaften - Härte - Hochtemperaturfestigkeit - Steifigkeit

tribologische Eigenschaften - Abriebfestigkeit - Reibbeiwerte - Oberflächenbeschaffenheit

chemische Eigenschaften - Säure- und Laugenbeständigkeit - HT-Oxidationsbeständigkeit

Funktionskeramik ist Hochleistungskeramik, bei der die innewohnenden Eigenschaften des Werkstoffs für eine aktive Funktion verwendet werden.

elektrophysikalische Eigenschaften - Piezokeramik (Aktoren, Sensoren) - Magnetwerkstoffe - Dielektrika

thermophysikalische Eigenschaften - Wärmeleiter - Wärmeisolatoren

optoelektronische Eigenschaften - Emissivität

Positive Eigenschaften: • Hochtemperaturbeständigkeit • Härte • Abrasionsbeständigkeit • Korrosionsbeständigkeit • funktionale Eigenschaften

Negative Eigenschaften: • Sprödigkeit • teurer in der Herstellung • schlecht bearbeitbar

Positive Eigenschaften: • Hochtemperaturbeständigkeit • Härte • Abrasionsbeständigkeit • Korrosionsbeständigkeit • funktionale Eigenschaften