Bearbeitung von keramischen Werkstoffen

ndustriekeramik verfügt über eine Reihe hervorragender Eigenschaften wie Hochtemperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und Erosionsbeständigkeit. Sie können metallische Werkstoffe und organische Polymere in rauen Arbeitsumgebungen ersetzen und sind in der traditionellen industriellen Umwandlung, in aufstrebenden Industrien und in High-Tech-Bereichen unverzichtbar geworden. Sie haben breite Anwendungsmöglichkeiten in der Energie-, Luft- und Raumfahrt-, Maschinen-, Automobil-, Elektronik- und Chemieindustrie. Zu den gängigen Industriekeramiken gehören Aluminiumoxidkeramik (Al2O3), Zirkoniumoxidkeramik (ZrO2), Aluminiumnitridkeramik (AlN), Siliziumnitridkeramik (Si3N4) und Siliziumkarbidkeramik (SiC).

Verschiedene keramische Werkstoffe zur Bearbeitung von Materialien

Material	Einführung	Bild
Al2O3	Aluminiumoxid ist eine weiße oder beigefarbene Keramik, die sich ihre hervorragenden elektrischen Isolationseigenschaften zunutze macht. Seit seiner frühen Anwendung in verschiedenen elektronischen Bauteilen ist es weit verbreitet und ist das kostengünstigste Material in der Präzisionskeramik. Es wird in vielen Bereichen eingesetzt, z. B. für elektronische Dichtungen, Strukturbauteile sowie hitze- und korrosionsbeständige Teile. Hochreines Aluminiumoxid hat eine höhere mechanische Festigkeit und eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und kann zur Herstellung großer Bauteile verwendet werden. Darüber hinaus wird es aufgrund seiner ausgezeichneten Plasmabeständigkeit häufig in der Halbleiterindustrie verwendet, z. B. für CVD-Anlagen, Ätzgeräte und andere Komponenten.
ZrO2	Zirkoniumdioxid ist ein Werkstoff mit hoher mechanischer Festigkeit und Bruchzähigkeit bei Raumtemperatur. Sein Wärmeausdehnungskoeffizient ist ähnlich wie der von Metallen, und es eignet sich zum Verbinden mit Metallwerkstoffen. Zirkoniumdioxid hat relativ feine Körner, die eine Bearbeitung mit hoher Rauheit ermöglichen. Es hat außerdem eine ausgezeichnete Biokompatibilität und wird häufig in der biomedizinischen Industrie verwendet. Zirkoniumdioxidkeramiken werden hauptsächlich in yttriumstabilisiertes Zirkoniumdioxid, magnesiumstabilisiertes Zirkoniumdioxid und ceriumstabilisiertes Zirkoniumdioxid unterteilt, je nachdem, welcher Stabilisator zugesetzt wurde. Magnesiumstabilisiertes Zirkoniumdioxid weist auch bei höheren Temperaturen (600 ℃) noch gute mechanische Eigenschaften auf.
AIN	Aluminiumnitridkeramiken haben eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit sowie gute Isolationseigenschaften. Aufgrund der Flüssigphasensinterung und der Abwesenheit von zweiten Phasen an den Korngrenzen ist die Kristallstruktur sehr dicht und hat eine gute Beständigkeit gegen Plasmakorrosion. Sie werden weithin als Ersatzteile für Substrate und Halbleiterfertigungsanlagen verwendet.
Si3N4	Siliciumnitrid ist eine graue Keramik mit hoher Bruchzähigkeit, ausgezeichneter Hitzeschockbeständigkeit und relativ schwieriger Durchlässigkeit für geschmolzene Metalle. Durch die Nutzung dieser Eigenschaften können sie für Bauteile von Verbrennungsmotoren, wie z. B. Kfz-Motorenteile, Schweißgerätedüsen und insbesondere Bauteile, die in rauen Umgebungen, z. B. bei Überhitzung, eingesetzt werden müssen, verwendet werden. Aufgrund seiner hohen Verschleißfestigkeit und mechanischen Festigkeit werden seine Anwendungen in Lagerrollen, Wellenlagern und Ersatzteilen für Halbleiterproduktionsanlagen ständig erweitert.
SiC	Siliziumkarbid ist eine Art schwarze Keramik, die im Vergleich zu anderen Präzisionskeramiken in Hochtemperaturumgebungen (1000 Grad) eine geringere Abnahme der mechanischen Festigkeit und eine höhere Korrosionsbeständigkeit aufweist. Aufgrund seiner starken kovalenten Bindungen weist es unter den verschiedenen Präzisionskeramiken die höchste Härte und ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf. Außerdem verfügt es über gute Gleiteigenschaften in Flüssigkeiten. Aufgrund dieser Eigenschaften wird es häufig in mechanischen Dichtungen, Chemikalien, Lagern und anderen Bereichen eingesetzt. Aufgrund seiner dichten Sinterung kann die Spiegelbearbeitung durchgeführt werden, mit hoher Temperaturbeständigkeit von über 1400 Grad, Hitzeschockbeständigkeit, ausgezeichneter chemischer Stabilität, hoher Wärmeleitfähigkeit. Sein hochreines Siliziumkarbid wird häufig als Komponente in der Halbleiterfertigung verwendet.

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