Passender Keramikwerkstoff für Ihre Anwendung

Mit unserem 3D-Druck Service bieten wir momentan an :

  • Al2O3 – Aluminiumoxid – 99,9 %
  • ZrO2 – Zirkonoxid – 3 mol % Yttrium-stabilisiert
  • ZTA – Zircona Toughened Alumina – Hybridwerkstoff aus Al2O3 und ZrO2

Wir beraten Sie gerne welcher Werkstoff für Ihren speziellen Fall am besten geeignet ist.

Die Bedeutung von Hochleistungskeramik ist immens und in nahezu allen Bereichen von technischen Anwendungen zu finden. Dies gilt vor allem, wenn die thermo-mechanischen Anforderungen sehr hoch sind. Darüber hinaus zeichnen die Keramik solche Faktoren wie Bioverträglichkeit und chemische Beständigkeit aus.

Bei Anwendungen, bei denen Temperaturen von über 300 °C herrschen und gleichzeitig elektrisch isolierende oder nichtmagnetische Eigenschaften gefordert sind, ist Keramik der einzig mögliche Werkstoff.

Metallische Werkstoffe stoßen bei hohen Temperaturen in sauerstoffhaltiger Atmosphäre schnell an ihre Grenzen. Sie verlieren massiv an Festigkeit und neigen zur Korrosion. Keramik dagegen bleibt bei Temperaturen bis an die 1900 °C chemisch und mechanisch beständig.  

Werkstoffvergleich mit Stahl als Referenz

Aluminiumoxid (Al2O3)

Aluminiumoxid ist der am häufigsten eingesetzte Werkstoff der technischen Keramik und ist mit einer chemischen Reinheit von 99,9 % der Standardwerkstoff im keramischen 3D-Druck. Es zeichnet sich vor allem durch eine extrem hohe Härte aus. Außerdem ist Al2O3 sehr abriebfest und verfügt über eine hohe Wärmeleitfähigkeit bei chemischer Beständigkeit.

Als Anwendungen sind exemplarisch Tiegel für Analysen zu nennen oder Aufnahmen für Induktionsschweißen.  Sensoreinhausungen oder Isolatoren bei Zündsystemen sind ebenso möglich, wie jede andere individuelle Verwendung.

Zirkonoxid (ZrO2)

Zirkonoxid – 3mol Yttriumstabilisert – zeichnet sich dank seinem Verstärkungsmechanismus durch eine besonders hohe Zähigkeit aus. Dies beruht auf der meta-stabilen tetragonalen Phase, welche sich bei Belastungen in eine monokline Phase umwandeln kann. Dabei kommt es zu einer Volumenzunahme, sodass eine Rissbildung verhindert wird.

Es ist ein idealer Werkstoff für ein Metall-Keramik Hybridbauteil, da Elastizitätsmodul und Wärmeausdehnung stahlähnlich sind. Dadurch entstehen während einer mechanischen Belastung oder einer Temperaturveränderung wenig innere Spannungen an den Grenzflächen. Durch die geringe Wärmeleitfähigkeit von nur 2 W/mK ist ZrO2 ideal für wärmeisolierende Anwendungen und ergänzend dazu kommt ein geringer Reibkoeffient, was sich positiv auf die Gleiteigenschaften auswirkt. Wie auch andere Keramiken ist es dabei magnetisch und elektrisch neutral.

Mögliche Anwendungen sind in der Umformtechnik von Drähten, Schweissysteme, Positionier- und Zentrierstifte, sowie Ihr individuelles Bauteil mit seiner speziellen Anwendung.

Zirconia Toughened Alumina (ZTA)

ZTA ist eine Mischung aus Al2O3 und ZrO2. Dadurch vereint ZTA die Vorteile beider Werkstoffe.

ATZ besteht in seiner Mischung zu einem Großteil aus Al2O3 und folglich einem Großteil seiner Eigenschaften. Der ZrO2 Anteil sorgt dann zusätzlich für verbesserte mechanischen Eigenschaften, im Besonderen die Festigkeitserhöhung.