Keramische Werkstoffe sind anorganische, nichtmetallische Werkstoffe, die in der Regel aus Verbindungen eines Metalls und eines Nichtmetalls bestehen.
Sie werden durch Hitze und andere Verfahren geformt.
Keramik besitzt einzigartige Eigenschaften wie hohe Härte, geringe elektrische Leitfähigkeit und Beständigkeit gegen Hitze und Chemikalien.
6 Hauptverwendungszwecke von keramischen Werkstoffen
1. Energie- und Umweltanwendungen
Keramik wird in Festoxid-Brennstoffzellen (Solid Oxide Fuel Cells, SOFC) eingesetzt, da sie in der Lage ist, Ionen bei hohen Temperaturen zu leiten.
Dadurch wird die Umwandlung von chemischer Energie in elektrische Energie erleichtert.
Keramische Membranen sind in Gastrennverfahren von entscheidender Bedeutung.
Aufgrund ihrer hohen Porosität und chemischen Stabilität werden keramische Membranen auch zur Filtration eingesetzt.
Dadurch können sie Partikel effektiv von Flüssigkeiten oder Gasen abtrennen.
2. Industrielle Prozesse
Keramik ist an verschiedenen Stufen industrieller Prozesse beteiligt, z. B. beim Entbindern, Sintern, Konditionieren und Glühen.
Diese Prozesse sind für die Herstellung verschiedener Werkstoffe und Bauteile von entscheidender Bedeutung.
Keramik wird in Öfen für die Wärmebehandlung von Metallen verwendet, z. B. zum Spannungsabbau, Glühen, Wiederaufwärmen von Knüppeln und Vorwärmen von Schmiedestücken.
Dies ist auf ihre hervorragenden Wärmeisolierungseigenschaften zurückzuführen.
3. Anwendungen für Verbraucher und Bauwesen
Zu den Verbraucherkeramiken gehören Geschirr, Geschenkartikel und Einrichtungsgegenstände für den Haushalt.
Sie sind wegen ihrer Ästhetik und Haltbarkeit beliebt.
Baukeramik wie Keramik-Matrix-Verbundwerkstoffe (CMC), Fliesen, Ziegel, feuerfeste Materialien und Metrologienormen werden im Bauwesen und anderen strukturellen Anwendungen eingesetzt.
Der Grund dafür ist ihre Festigkeit und Beständigkeit gegen Hitze und Verschleiß.
4. Elektronik
Keramik wird unter anderem für die Herstellung von Hartferriten, Isolatoren und Leistungswiderständen verwendet.
Dies ist auf ihre elektrischen Eigenschaften zurückzuführen.
Hochentwickelte Elektrokeramiken wie Piezoelektronik, Dielektrika und Ferrite werden in verschiedenen elektronischen Anwendungen eingesetzt.
Dazu gehören Kommunikationsgeräte wie z. B. Mobilfunktürme.
5. Architektonische und dekorative Anwendungen
Porzellan, Steinzeug und Terrakotta werden aufgrund ihrer ästhetischen und funktionalen Eigenschaften in der Architektur eingesetzt.
Dekorieren, Glasieren und Brennen sind integrale Bestandteile der Keramikproduktion.
Diese Verfahren verbessern ihr Aussehen und ihre Haltbarkeit.
6. Spezialisierte Anwendungen
Keramische Rohre wie Aluminiumoxid und andere keramische Rohre werden in Öfen und anderen industriellen Prozessen eingesetzt.
Dies ist auf ihre thermische und chemische Stabilität zurückzuführen.
Produktionsverfahren
Keramik wird in der Regel durch Verfahren wie das Sintern hergestellt.
Bei diesem Verfahren werden die Keramikpartikel auf eine hohe Temperatur erhitzt, um sie zu einem festen Stück zu verbinden.
Dieser Prozess ist entscheidend für die Herstellung von Keramik, die in verschiedenen Anwendungen eingesetzt wird, von Strukturmaterialien bis hin zu elektronischen Komponenten.
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