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Unsere Standardwerkstoffe für Fräsen, Schleifen und 3D-Druck

Wir fertigen Bauteile aus Aluminiumoxid, Zirkonoxid und ZTA (zirkonoxidverstärktes Aluminiumoxid). Weitere Hochleistungskeramiken bearbeiten wir auf Anfrage.

Keramik im Vergleich zu Stahl (Referenz)

  • Aluminiumoxid
  • Zirkonoxid
  • Stahl – Referenz

Dichte (g/cm³)Skala 0–8

Al₂O₃3,9 g/cm³
ZrO₂6,05 g/cm³
Stahl7,86 g/cm³

Elastizitätsmodul (GPa)Skala 0–500

Al₂O₃400 GPa
ZrO₂200 GPa
Stahl210 GPa

Festigkeit (MPa)Skala 0–2000

Al₂O₃300 MPa
ZrO₂1000 MPa
Stahl500 MPa

Anwendungstemperatur (°C)Skala 0–2000

Al₂O₃1500 °C
ZrO₂1000 °C
Stahl700 °C

Wärmeausdehnung (ppm/K)Skala 0–20

Al₂O₃8 ppm/K
ZrO₂10 ppm/K
Stahl11 ppm/K

Wärmeleitfähigkeit (W/(m·K))Skala 0–50

Al₂O₃30 W/(m·K)
ZrO₂2 W/(m·K)
Stahl15 W/(m·K)

Härte (HV10)Skala 0–2000

Al₂O₃1800 HV10
ZrO₂1200 HV10
Stahl800 HV10

Balkenlänge jeweils relativ zum Skalenendwert der Eigenschaft. Ausführliche Kennwerte finden Sie in den Werkstoffdatenblättern zu Aluminiumoxid, Zirkonoxid und ZTA.

Werte als Tabelle anzeigen
Keramik im Vergleich zu Stahl (Referenz)
EigenschaftAluminiumoxidZirkonoxidStahl – Referenz
Dichte (g/cm³)3,96,057,86
Elastizitätsmodul (GPa)400200210
Festigkeit (MPa)3001000500
Anwendungstemperatur (°C)15001000700
Wärmeausdehnung (ppm/K)81011
Wärmeleitfähigkeit (W/(m·K))30215
Härte (HV10)18001200800

Der richtige Keramikwerkstoff für Ihre Anwendung

Aluminiumoxid (Al₂O₃)

99,9 % Reinheit

Aluminiumoxid ist der am häufigsten eingesetzte Werkstoff der technischen Keramik. Mit einer chemischen Reinheit von 99,9 % ist es unser Standardwerkstoff für den keramischen 3D-Druck und die Bearbeitung durch Grünfräsen und Hartschleifen.

  • Sehr hohe Härte
  • Außergewöhnlich abriebfest
  • Chemisch und biologisch inert
  • Sehr hohe Einsatztemperatur
  • Elektrisch isolierend und nicht magnetisch

→ Werkstoffdatenblatt Aluminiumoxid

Zirkonoxid (ZrO₂)

Mit 3 mol% Yttriumoxid stabilisiert

Zirkonoxid (auch Zirkoniumdioxid) wird meist für keramische Anwendungen gewählt, die eine hohe mechanische Festigkeit und Zähigkeit verlangen – vor allem dann, wenn Aluminiumoxid an seine Leistungsgrenzen stößt.

  • Hohe Härte
  • Ausgezeichnete Verschleißfestigkeit
  • Hohe Bruchzähigkeit

→ Werkstoffdatenblatt Zirkonoxid

ZTA – zirkonoxidverstärktes Aluminiumoxid

Hybridwerkstoff aus Al₂O₃ und ZrO₂

ZTA (Zirconia Toughened Alumina) verbindet Al₂O₃ und ZrO₂ und vereint so die Vorteile beider Keramiken. Da ZTA überwiegend aus Al₂O₃ besteht, übernimmt es den Großteil von dessen Eigenschaften; der ZrO₂-Anteil erhöht die mechanische Festigkeit und die Zähigkeit deutlich.

Neben unseren Standardrezepturen ZTA-5%-ZrO₂ und ZTA-15%-ZrO₂ bieten wir individuelle Werkstoffzusammensetzungen an.

  • Höhere Härte als reines Aluminiumoxid
  • Mittlere Bruchzähigkeit

→ Werkstoffdatenblatt ZTA

Über diese Standardwerkstoffe hinaus bieten wir auf Anfrage auch das Hartschleifen und die Bearbeitung von Siliziumnitrid (Si₃N₄), Siliziumkarbid (SiC), Yttriumoxid (Y₂O₃) und weiteren Hochleistungskeramiken an.

Technische Keramik verstehen

Keramik

In der Werkstoffkunde unterscheidet man drei Hauptgruppen von Werkstoffen: Metalle, Polymere (auch organische Werkstoffe genannt) und Keramik.

Keramiken sind anorganische, nichtmetallische Werkstoffe, die sich vor allem durch ihre kristalline Struktur auszeichnen. Glas ist zwar ebenfalls anorganisch und nichtmetallisch, zählt wegen seiner amorphen (nicht kristallinen) Struktur aber nicht zur Keramik.

Technische Keramik und Hochleistungskeramik

Die Begriffe technische Keramik und Hochleistungskeramik werden gleichbedeutend verwendet. Anders als klassische Keramik erfüllt technische Keramik gezielt technische Funktionen – mechanische, thermomechanische, elektrische oder optoelektronische. Ihren eigentlichen Wert schöpft sie aus den keramischen Werkstoffeigenschaften, weit über einfache konstruktive Anwendungen hinaus.

Warum keramische Werkstoffe?

Keramik bietet Eigenschaften, die Metalle und Polymere so nicht bieten. Elektrische Isolation bei hohen Temperaturen, extreme Härte, chemische Beständigkeit und mechanische Festigkeit machen sie für bestimmte Hochleistungsanwendungen unverzichtbar.

Welcher Werkstoff passt zu Ihrer Anwendung?

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