Keramische Werkstoffe sind im Allgemeinen hitzebeständiger als Metalle, da sie einen hohen Schmelzpunkt haben und thermisch stabil sind. Siliziumkarbid (SiC) beispielsweise kann bei Temperaturen von bis zu 1400 °C eine hohe mechanische Festigkeit beibehalten und zeigt damit seine überlegene Hitzebeständigkeit. Im Gegensatz dazu haben Metalle in der Regel niedrigere Schmelzpunkte und können bei hohen Temperaturen ihre strukturelle Integrität verlieren. Darüber hinaus weisen Keramiken wie SiC eine hohe Wärmeleitfähigkeit, einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und eine ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit auf, was sie ideal für Hochtemperaturanwendungen macht.
Keramische Werkstoffe haben auch einzigartige Eigenschaften, die ihre Hitzebeständigkeit erhöhen. So haben PTC-Keramiken (Positive Temperature Coefficient) einen positiven thermischen Widerstandskoeffizienten, d. h. ihr Widerstand nimmt mit der Temperatur zu. Dank dieser Eigenschaft fungieren PTC-Keramiken als ihr eigener Thermostat, der die Wärmeentwicklung reguliert und auch bei hohen Temperaturen stabil bleibt. Dies steht im Gegensatz zu den meisten Metallen, die in der Regel einen negativen Temperaturkoeffizienten des Widerstands haben, was zu einem geringeren Widerstand und einem höheren Stromfluss bei steigender Temperatur führt, was zu Überhitzung und Schäden führen kann.
Darüber hinaus zeigt die Verwendung von Metall-Keramik-Verbundwerkstoffen oder Cermets, wie Keramik mit Metallzusätzen verbessert werden kann, um die Hitzebeständigkeit zu erhöhen. Diese Verbundwerkstoffe kombinieren den hohen Schmelzpunkt und die Härte von Keramikoxiden mit der Duktilität und Zähigkeit von Metallen, wodurch Werkstoffe entstehen, die hohen Temperaturen standhalten und nicht zu Bruch gehen. Erreicht wird dies durch die Zugabe von Metallpulver zum Ton während des keramischen Herstellungsprozesses, was zu Materialien wie gesintertem Aluminium und TD-Nickel führt, die für ihre Hochtemperaturleistung bekannt sind.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Keramiken aufgrund ihrer hohen Schmelzpunkte, ihrer thermischen Stabilität und ihrer einzigartigen Eigenschaften wie dem positiven Temperaturkoeffizienten der Widerstandsfähigkeit im Allgemeinen hitzebeständiger sind als Metalle. Durch die Verwendung von Metall-Keramik-Verbundwerkstoffen wird die Hitzebeständigkeit von Keramik weiter erhöht, so dass sie sich für eine Vielzahl von Hochtemperaturanwendungen eignet.
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