Technische Keramik
Unsere Aluminiumoxid-, Titandioxid- und Zirkonoxid-Keramiken: typische Eigenschaften, Oberflächenpolituren und gemessene Werkstoffdaten.
Aluminiumoxid-Keramiken
Aluminiumoxid ist der härteste und am weitesten verbreitete keramische Werkstoff. Es wird dort eingesetzt, wo hohe Verschleißfestigkeit, hohe Korrosionsbeständigkeit und Festigkeit gefordert sind. Dank seiner hohen dielektrischen Eigenschaften wird es auch in der Elektroindustrie verwendet.
Typische Eigenschaften von Aluminiumoxid
- Gute Biegefestigkeit
- Sehr hohe Härte und Verschleißfestigkeit
- Sehr hohe Korrosionsbeständigkeit
- Hohe thermische Stabilität
- Ausgezeichnete dielektrische Eigenschaften
Unser E-500 hat eine Reinheit von 99,7 %. Die sehr feine Korngröße ergibt eine glatte, garnfreundliche Oberfläche. In Verbindung mit sehr guter Härte und Verschleißfestigkeit ist E-500 der ideale Werkstoff für alle Anwendungen mit hohen Geschwindigkeiten und Spannungen. E-500 wird von satiniert bis diamantpoliert (Spiegel) oberflächenbearbeitet und mit engen Toleranzen präzise gefertigt. Ideal für alle Chemiefaser-Anwendungen.
Titandioxid-Keramiken
E-TB ist leitfähig und damit antistatisch. Unsere Titandioxid-Keramik E-TY ist ein Produkt mit feiner Korngröße und weicher Oberfläche. Titandioxid ist der ideale Werkstoff, wo eine feine, schonende Oberfläche für die Anwendung entscheidend ist, z. B. bei bestimmten Fasern und beim Texturieren.
Typische Eigenschaften von Titandioxid
- Ausreichende Verschleißfestigkeit
- Ausreichende Härte und Biegefestigkeit
- Gute thermische Stabilität
- Antistatisch und leitfähig (nur E-TB)
Zirkonoxid-Keramiken
Unsere Zirkonoxid-Keramik E-Z wird eingesetzt, wo mechanische Festigkeit und physikalische Stabilität gefordert sind. Hohe Schlagzähigkeit, Biegefestigkeit und Härte machen sie ideal für den harten Einsatz. Die feine Korngröße erlaubt extrem glatte Oberflächen und scharfe Kanten. Unser E-Z ist das Ergebnis kontinuierlicher Forschung und Entwicklung und der zäheste keramische Werkstoff auf dem heutigen Markt.
Typische Eigenschaften von Zirkonoxid
- Hohe Verschleißfestigkeit
- Hohe Härte
- Ausgezeichnete Biegefestigkeit
- Hohe Korrosionsbeständigkeit
- Hohe thermische Stabilität
Oberflächenpolituren für Aluminiumoxid, Titandioxid und Zirkonoxid
- Standardpolitur
- Mattpolitur
- Diamantpolitur
Werkstoffdatentabelle
| Werkstoffcode | E-100 | E-200 | E-300 | E-400 | E-500 | E-TY | E-TB | E-Z | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Werkstoffart | Al₂O₃ 95% | Al₂O₃ 97% | Al₂O₃ 96%* | Al₂O₃ 98% | Al₂O₃ 99,7% | Titandioxid | Titandioxid | Zirkonoxid | |
| Dichte | g/cm³ | 3,72 | 3,8 | 3,85 | 3,9 | 3,978 | 4,1 | 4,1 | 6 |
| Wasseraufnahme | % | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Vickers-Härte (HV, 500g) | GPa Hv 0.5 kg | 14,6 | 16,1 | 18,5 | 18 | 19 | 8,7 | 8,7 | 12,5 |
| Einachsige Druckfestigkeit | MPa | 2800 | 3100 | 3100 | 3400 | 3900 | 800 | 800 | 3000 |
| Biegefestigkeit | MPa | 325 | 385 | 390 | 410 | 550 | 180 | 180 | 900 |
| Elastizitätsmodul (E) | GPa 20°C | 330 | 351 | 370 | 380 | 407 | (-) | (-) | 200 |
| Bruchzähigkeit | MPa·m½ | 4 | 4,5 | 4,8 | 5 | 5,9 | (-) | (-) | 10 |
| Wärmeleitfähigkeit | W/mK 20°C | 20 | 22 | 23 | 25 | 30,4 | 10 | 10 | 2,9 |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 10⁻⁶/°C | 7,5 | 8,1 | 8,1 | 8,3 | 8,9 | 8,4 | 8,4 | 9,4 |
| Temperaturwechselbeständigkeit | Δ°C | 170 | 170 | 185 | 200 | 210 | (-) | (-) | 270 |
| Dielektrizitätskonstante | 1 MHz | 9,3 | 9,3 | 9,5 | 9,8 | 10,1 | (-) | (-) | (-) |
| Spezifischer Isolationswiderstand | ohm·cm 20°C | >10¹⁴ | >10¹⁵ | >10¹⁵ | >10¹⁶ | >10¹⁶ | >10¹⁰ | >10² | >10¹¹ |
| Farbe | Rot-Weiß | Rot-Weiß | Rosa | Weiß | Weiß | Gelb | Schwarz | Creme |
Warum technische Keramik?
Maximale Verschleißfestigkeit
In schnelllaufenden Linien und dauerhaft bewegten Prozessen ist die kritischste Bedrohung für die Systemeffizienz die tribologische Deformation — reibungsbedingter Verschleiß. Unsere keramischen Werkstoffe besitzen ein charakteristisch sehr hartes Gefüge und zeigen eine herausragende Verschleißfestigkeit.
- E-500, unsere leistungsstärkste Qualität, wird aus Aluminiumoxid mit 99,7 % Reinheit gefertigt; die Vickers-Härte erreicht 19 GPa.
- Dank dieser strukturellen Härte bildet sich auf der Kontaktfläche im Laufe der Zeit keine Rille; der Verschleiß bleibt auch bei hohen Geschwindigkeiten minimal.
- Gegenüber metallischen Pendants vervielfacht sich die Lebensdauer der Komponente; Stillstandszeiten und Wartungskosten sinken.
Werkstofftechnik nach Prozessdynamik
In der Werkstoffkunde entsteht optimale Leistung durch die Wahl der chemischen Zusammensetzung, die exakt zu den Betriebsbedingungen und mechanischen Anforderungen des Systems passt. Die Aluminiumoxid-, Titandioxid- und Zirkonoxid-Keramiken unseres Werkstoffprogramms legen wir nach Liniengeschwindigkeit, Einsatzbedingungen und der mechanischen Garnspannung aus.
- Aluminiumoxid: das Fundament für Prozesse mit hoher Geschwindigkeit und mechanischer Spannung; es verbindet sehr hohe Härte mit hoher dielektrischer Isolation.
- Titandioxid: das leitfähige E-TB verhindert statische Aufladung; das feinkörnige, weichoberflächige E-TY verhindert Filamentbrüche in Texturier-Anwendungen.
- Zirkonoxid: unsere zäheste Qualität, entwickelt für Bedingungen, die hohe Bruchzähigkeit, mechanische Stoßdämpfung und sehr hohe Biegefestigkeit verlangen.
Präzise Oberflächentopographie und Rauheitskontrolle (Ra)
Die präzise Kontrolle der Oberflächentopographie ist der kritischste Engineering-Parameter, um die Reibung zwischen den Kontaktpartnern zu optimieren und das Garn vor Schädigung zu schützen. Unser feinkörniges Gefüge liefert glatte Oberflächen mit vorhersagbaren Rauheitswerten (Ra).
- Jedes Teil durchläuft die Politurstufe, die seine Anwendung verlangt: Standard, matt oder Diamant (Spiegel).
- Die kontrollierte Oberflächenbearbeitung gleicht die abrasive Wirkung auf das Garn aus; die Garnstruktur bleibt über den gesamten Prozess erhalten.
- Haarigkeit und Filamentbruchraten sinken auf ein Minimum.
Thermische, chemische und Maßstabilität
In kontinuierlichen Prozessen ist die Qualität dadurch gesichert, dass die Komponenten ihre Maßstabilität unter anspruchsvollen thermischen und chemischen Bedingungen bewahren.
- Das gesinterte Gefüge enthält keine Porosität; die Wasseraufnahme beträgt 0 %.
- Als Oxidkeramiken besitzen die Werkstoffe eine herausragende Korrosionsbeständigkeit; Feuchtigkeit und Chemikalien greifen sie nicht an.
- Niedrige Wärmeausdehnungskoeffizienten bewahren Form und Maßtoleranzen auch bei hoher Temperatur.
- Diese Stabilität hält die Maschinenkalibrierung unverändert und sichert die Wiederholbarkeit des Prozesses.