Aluminiumoxid
3.4.2 Oxidkeramik
3.4.2.1 Aluminiumoxid
Das Aluminiumoxid (Al2O3) ist der technisch wichtigste oxidkeramische Werkstoff mit der breitesten Anwendung. Dicht gesintertes Aluminiumoxid zeichnet sich durch
-
hohe Festigkeit und Härte,
-
Temperaturstabilität,
-
hohe Verschleißbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit auch bei hohen Temperaturen aus.
Im Einsatz haben sich diese synthetisch hergestellten Werkstoffe mit Aluminiumoxidgehalten von mehr als 80 % bis mehr als 99 % bewährt. Die Auswahl des Werkstoffs wird von technischen und wirtschaftlichen Kriterien bestimmt. Ein Werkstoff mit höherem Aluminiumoxidgehalt muss aber nicht zwangsläufig die gestellten anwendungstechnischen Forderungen am besten erfüllen.
Ebenso können sich die mechanischen Eigenschaften von Aluminiumoxiden unterschiedlicher Hersteller bei gleichem Aluminiumoxidgehalt wegen differierender Pulverrezepturen unterscheiden.
Bild 6: Oberfläche von Aluminiumoxid, "as fired"
Bild 7: Gefüge von Aluminiumoxidkeramik (99,7 %)
Aluminiumoxidwerkstoffe erfüllen alle Bedingungen für Isolierstoffe bei Anwendungen in der Elektrotechnik. Hervorragende Eigenschaftswerte für Biegefestigkeit, Verschleiß- und Hochtemperaturbeständigkeit empfehlen sich für mechanische Anwendungen.
Aluminiumoxidkeramiken können sich im Gefüge (siehe Bild 8 und 9) und damit in ihren Eigenschaften wesentlich unterscheiden.
 Bild 8: Gefüge von mikrokristallinem Aluminiumoxid |
 Bild 9: Gefüge von grobkristallinem Aluminiumoxid |
Oberflächen mit möglichst hohem Materialanteil sind nicht immer notwendig oder wünschenswert. Bei Fadenführern für die Textilindustrie beispielsweise sollte die Auflagefläche des Fadens klein sein und keine scharfen Kanten aufweisen, während Dichtscheiben einen Materialanteil von ca. 80 % benötigen.
Bild 10: "as fired"-Oberfläche eines gezogenen Bauteils aus Aluminiumoxid
Die Aluminiumoxidkeramik findet wegen ihres guten Preis-Leistungs-Verhältnisses und ihrer universellen Eigenschaften unter anderem Anwendung
-
in der Sanitärindustrie als Dichtelement,
-
in der Elektrotechnik als Isolierteil,
-
in der Elektronik als Substrat,
-
im Maschinen- und Anlagenbau als Verschleißschutz (verschleißfestes Material),
-
in der chemischen Industrie als Korrosionsschutz (korrosionsfestes Material, das bis zu hohen Temperaturen gegenüber Dämpfen, Schmelzen und Schlacken weitestgehend beständig ist) und als Filter,
-
in der Messtechnik als Schutzrohr für Thermoelemente bei Hochtemperaturmessungen,
-
in der Humanmedizin als Implantat und
-
in der Hochtemperaturanwendung als Brennerdüse oder als Tragrohr für Heizleiter
