Keramische Hochleistungsmaterialien auf der ceramitec
Hochleistungskeramik gilt als eine der Schlüsseltechnologien der nächsten Jahrzehnte. Ob Energie, Mobilität oder Medizin - ohne sie wären Quantensprünge in vielen unserer drängenden Zukunftsthemen nicht möglich. Deshalb entwickeln Forscher, Hersteller und Anwender weltweit die intelligenten Werkstoffe kontinuierlich weiter. Die ceramitec in München bietet Ihnen Einblicke in den aktuellen Stand der internationalen Forschung und neue Anwendungsfelder für keramische Hochleistungsmaterialien. Verschaffen Sie sich in kürzester Zeit einen umfassenden Überblick über den Werkstoff der Zukunft.
Was sind keramische Hochleistungsmaterialien?
Von allem das Beste - in der individuellen Mischung synthetischer Pulver verbinden sich Polymere zu keramischen Hochleistungsmaterialien. Die Summe ihrer unterschiedlichen Stärken machen die neuartigen keramischen Materialien zu überproportional belastbaren Werkstoffen. Polymerkeramiken gehören zu den nichtmetallischen, anorganischen Werkstoffen der Technischen Keramik. Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS definiert sie als „anorganisch-organische Verbundwerkstoffe, die aus keramischen Füllstoffen und einer Matrix aus siliciumorganischen Polymeren - vor allem Polysiloxanen - bestehen“. Wolfgang Verbeck und Gerhard Winter von der Bayer AG sowie Seihi Yajima von der japanischen Tohoku-Universität in Sundai haben in den 90er Jahren erstmals Polymere keramisiert. Seitdem hat sich auf diesem Gebiet der Materialwissenschaft viel getan.
Keramische Hochleistungskomponenten auf der ceramitec
Hochleistungskeramiken erobern als Schlüsselkomponenten immer mehr Systeme. Diese fortschrittlichen Keramiklösungen kommen vor allem dort zum Einsatz, wo Materialien hohen Belastungen ausgesetzt ist. In Anwendungsfeldern vom Maschinenbau bis zur Medizintechnik tauschen sich auf der Messe in München internationale Hersteller und Anwender über diesen noch jungen Werkstoff aus. International führende Experten aus Wissenschaft und Wirtschaft sind vor Ort. Besucher profitieren von höchster Werkstoffkompetenz in einem rasant wachsenden Marktsegment und erhalten aus erster Hand Einblicke in neue Anwendungen und Fertigungsverfahren.
So werden keramische Hochleistungsmaterialien hergestellt
Ähnlich wie in der Pulvermetallurgie werden keramische Hochleistungsmaterialien durch Pulver aufbereitet, geformt, thermisch behandelt und anschließend bearbeitet. Thomas Siebel unterteilt in seinem Artikel „Vom Polymer zur Keramik mit metallischen Eigenschaften“, publiziert 2022 bei Springer Professional 2022, den Herstellungsprozess in vier Schritte:
- Pulverherstellung und -aufbereitung
- Formgebung, zum Beispiel durch Extrudieren, Kalandern, Spritzgießen oder Pressen, und Nachbearbeitung des Grünlings
- Ausheizen von Dispersionsmitteln, Bindemitteln und Weichmachern
- Sintern und Nachbearbeitung des Weißkörpers
Ein wesentlicher Unterschied zu anderen technischen Keramiken liegt in der Pyrolyse der Polymere. Bei relativ niedrigen Temperaturen verdampfen die niedermolekularen Bestandteile und die Polymere vernetzen sich. Mit steigender Temperatur zersetzen sich die metallorganischen Verbindungen, oberhalb von 1000 Grad Celsius keramisiert das Material und wird dichter. Diese einzigartigen Prozesse sind entscheidend für die Herstellung von Polymerkeramik und keramischen Polymeren, die in vielen Hochleistungsanwendungen unersetzlich sind.
Internationale Aussteller auf der ceramitec
Rund zwanzig Hersteller aus Europa und der ganzen Welt sind auf der ceramitec in München vertreten. Zu den Ausstellern zählen etwa:
- Tosoh, ein multinationaler japanischer Chemiekonzern
- Kulzer, eines der weltweit führenden Dentalunternehmen und Teil der Mitsui Chemicals Group
- Schunk Ingenieurkeramik zusammen mit Pulsar Photonics, bekannt für Maschinen- und Anlagenbau
- Oechsler, ein Unternehmen, das komplexe technische Komponenten, Baugruppen und Systeme herstellt, die weltweit in zahlreichen Branchen wie der Medizintechnik und der Automobilindustrie zum Einsatz kommen.
Auf wissenschaftlicher Seite ist das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS aktiv am Rahmenprogramm beteiligt.
Polymerkeramik vereint viele Eigenschaften
Thermisch nahezu unverwüstlich, mechanisch extrem belastbar und chemisch kaum zersetzbar, kommen Polymerkeramiken überall dort zum Einsatz, wo Höchstleistungen gefordert sind. Sie behalten bei jeder Temperatur Form und Maß, leiten Strom und Wärme und besitzen dielektrische Eigenschaften. Mit funktionellen Füllstoffen und Bindersystemen lassen sie sich an viele Anwendungen anpassen.
In der Praxis halten Polykeramiken mit ihren Eigenschaften und Funktionen als Bauteile in der Energie-, Automobil- oder Luft- und Raumfahrtindustrie größter Hitze stand. Die Verfahrenstechnik in der Chemie-, Lebensmittel- oder Biotechnologie profitiert von ihrer besonderen Härte. Ihre mechanische Belastbarkeit zahlt sich vor allem in der Medizintechnik aus. Als Funktionswerkstoffe leisten sie Großes in der Elektrotechnik, Mikro- und Nanoelektronik.
Anwendungsfelder der Hochleistungskeramik
Keramische Polymere finden sich als Hochleistungskeramiken in vielen optischen, elektrisch-magnetischen, nuklearen, chemischen, mechanischen und thermischen Anwendungsfeldern wieder.
- Energieerzeugung und -speicherung: Wärmetauscher, Brennöfen, Isolatoren
- Maschinen- und Anlagenbau: Zieh-, Gieß- oder Schneidwerkzeuge
- Mobilität: Motorenteile, Katalysatoren
- Optik: Lampen, Radome, Infrarot-Optiken
- Elektrotechnik: Sensoren, Magnete, Piezoelemente
- Medizintechnik: abriebbeständige Teile z. B. für Implantate
- Querschnittstechnologien: Pumpen, Lager, Dichtungen
Zukunftsthemen auf der ceramitec
Die Entwicklung keramischer Hochleistungsmaterialien steht erst am Anfang. Auf der ceramitec erhalten Sie einen umfassenden Überblick über die rasante Entwicklung, den aktuellen Stand der anwendungsorientierten Forschung und die zukünftigen Einsatzgebiete. Neben den traditionellen Anwendungen werden auch innovative Einsatzmöglichkeiten für Polymerkeramik und keramische Polymere vorgestellt. Nutzen Sie die Gelegenheit sich über die neuesten Trends und Themen in diesem Wachstumsmarkt. zu informieren und knüpfen Sie Kontakte zu führenden Experten und Unternehmen der Branche.
FAQ's - Häufig gestellte Fragen rund um keramische Hochleistungsmaterialien, Polymerkeramik und keramischen Polymere
Keramische Hochleistungsmaterialien entstehen aus einem Mix synthetischer Pulver. In der Summe ihrer individuellen Eigenschaften ergeben sie einen Werkstoff, der die jeweilige Anwendung überproportional aufwertet. Diese Materialien sind essenziell für Anwendungen, die außergewöhnliche Festigkeit, Beständigkeit und Leistung erfordern.
Thermisch fast unverwüstlich, mechanisch extrem belastbar und chemisch kaum zersetzbar kommen Polymerkeramiken überall da zum Einsatz, wo Höchstleistung gefragt ist. Sie behalten bei jeder Temperatur ihre Form und Maß, leiten Strom und Wärme und besitzen dielektrische Eigenschaften.
Für Höchstleistungsmaterialien werden Stoffe als Pulver aufbereitet, geformt, thermisch behandelt und anschließend bearbeitet. Der große Unterschied zu anderen traditionellen technischen Keramiken liegt in der Pyrolyse der Polymere. Bei diesem Prozess werden Polymere thermisch behandelt, wodurch sie sich vernetzen und zu keramischen Strukturen umgewandelt werden.
Die häufigste Anwendung finden keramische Hochleistungsmaterialien in der Energieerzeugung und -speicherung, im Maschinen- und Anlagenbau, dem Mobilitätssektor, in der Optik, Elektrotechnik, Medizintechnik und vielen Querschnittstechnologien wieder. Sie trotzen Belastungen mit thermischer, chemischer und mechanischer Resistenz.
Die Entdeckung, dass sich Polymere von mehreren Stoffen verbinden lassen und aus der Summe ihrer individuellen Eigenschaften Werkstoffe entstehen, die noch größeren Belastungen standhalten. hat die Leistungsfähigkeit keramischer Materialien erheblich verbessert.