Inhaltsverzeichnis. 1 Einführung Definitionen Historisches Roh- und Werkstoffe 5. 2 Strukturen 9

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1 Inhaltsverzeichnis 1 Einführung Definitionen Historisches Roh- und Werkstoffe 5 2 Strukturen Bindungsarten Kovalente Bindung (Atombindung) Ionenbindung Metallische Bindung Mischbindungen Van der Waals-Bindung Wasserstoffbrückenbindung Ionenradien - Koordinationszahlen Kristalle Grundlagen der Kristallographie Gittertypen und Kristallstrukturen Gitterenergie Gitterfehler Kristallchemie der Silicate Bindungsverhältnisse am Silicium Systematik der Silicate Insel- und Ringsilicate Ketten- und Bandsilicate Schichtsilicate Gerüstsilicate SiO 2 -Modifikationen Feldspäte Feldspatvertreter Zeolithe Nichtkristalline Festkörper Nahordnung und Fernordnung Gläser Struktur der Gläser Eigenschaften der Gläser

2 2.5 Oberflächen - Grenzflächen Bindungsverhältnisse und Eigenschaften Oberflächenspannung - Oberflächenenergie Grenzflächenenergie Gekrümmte Oberflächen Oberflächencharakterisierung Teilchencharakterisierung Begriffsbestimmungen und Prinzipien Methoden der Korngrößenanalyse und separation: Klassieren und Sichten Trennen durch Siebung Trennen durch Sichtung Sedimentationsverfahren Zählverfahren Gefüge Begriffe und Grundlagen Untersuchungsmethoden Lichtmikroskopie Durchlicht-Polarisationsmikroskopie Auflichtmikroskopie Elektronenmikroskopie Rasterektronenmikroskopie Transmissionselektronenmikroskopie Elektronenmikroskopische Analytik Quantitative Bildanalyse (Stereometrie) Porosität Thermochemie Thermodynamik Grundlagen Anwendungsbeispiele Heterogene Gleichgewichte Phasenregel Phasendiagramme Ungleichgewichte Thermodynamische Berechnungen Keramische Mehrstoffsysteme Einstoffsysteme SiO Al 2 O H 2 O Zweistoffsysteme SiO 2 -Al 2 O SiO 2 -R 2 O SiO 2 -RO SiO 2 -ZrO

3 H 2 O-haltige binäre Systeme Dreistoffsysteme K 2 O-Al 2 O 3 -SiO Na 2 O-Al 2 O 3 -SiO Li 2 O-Al 2 O 3 -SiO MgO-Al 2 O 3 -SiO H 2 O-Al 2 O 3 -SiO 2, H 2 O-MgO-SiO Höherkomponentige Systeme Feldspäte Siliciumnitrid-Systeme Kinetik Triebkräfte Diffusion Reaktionen Schmelzen und Kristallisieren Kristallwachstum Sintern Triebkräfte und Phänomene Festphasensintern Anfangsstadium des Festphasensinterns Zwischenstadium des Festphasensinterns Endstadium des Festphasensinterns Sintern mit Additiven Sintern mit flüssiger Phase Konstitutionelle Voraussetzungen Halswachstum durch viskoses Fließen Anfangsstadium des Flüssigphasensinterns Mittelstadium des Flüssigphasensinterns Endstadium des Flüssigphasensinterns Drucksintern Reaktionssintern Eigenschaften keramischer Werkstoffe Thermische Eigenschaften Wärmedehnung Wärmetransport Mechanische Eigenschaften Elastische Eigenschaften Festigkeit Hochtemperatureigenschaften

4 5.2.4 Temperaturwechselbeständigkeit Härte Elektrische Eigenschaften Elektrische Leitfähigkeit Dielektrische Eigenschaften Magnetische Eigenschaften Optische Eigenschaften Chemische Eigenschaften Grundlagen Medienkorrosion Gaskorrosion Flüssigkeitskorrosion Schmelzkorrosion und Salzschmelzkorrosion ( Hot-Corrosion ) Korrosion durch Festkörperkontakt Einfluß der Korrosion auf mechanische Eigenschaften Experimentelle Untersuchungsmöglichkeiten Rohstoffe Natürliche Rohstoffe Plastische Rohstoffe Begriffsbestimmung für Tone und Kaoline Entstehung der Tonminerale Lagerstätten der Kaolineund Tone Nomenklatursystem Untersuchungsmethoden Gering plastische Rohstoffe Nicht plastische Rohstoffe Synthetische Rohstoffe Aufschluß natürlicher Rohstoffe, Raffination, Fällung und Umkristallisation Festkörperreaktionen und Sinterverfahren Schmelzverfahren Reduktions- und Oxidationsverfahren Lösungs- und Fällungsprozesse aus wässeriger Lösung Hydrothermalverfahren Sol-Gel-Verfahren Synthese aus reaktiven Lösungen Lösungs- und Fällungsprozesse aus Schmelzen Synthese durch Kondensation und Pyrolyse metallorganischer Vorstufen Carbid-Synthesen Nitrid-Synthesen Synthesen borhaltiger Verbindungen Synthese aus der Gasphase

5 6.3 Organische und anorganisch-polymere Additive Additive für die Aufbereitung keramischer Massen Additive für Formgebungsprozesse Additive für Dekorationsverfahren Additive für die Umwelttechnik Keramische Verfahrenstechnik Entwicklung und Bedeutung Aufbereitung Aufbereitung silicatkeramischer Massen Gewinnung und Sortierung Lagern und Sumpfen Zerkleinerung und Homogenisierung Feuchtaufbereitung Naßaufbereitung Trockenaufbereitung Aufbereitung technischer Keramiken Mischen Mahlen Formgebung Grundlegende Betrachtungen Charakterisierung von Suspensionen Partikeloberflächenladung in flüssigen Suspensionen Elektrische Doppelschicht an Partikeloberflächen Elektrokinetische Eigenschaften und Schlickerstabilität Rheologische Eigenschaften keramischer Suspensionen Plastizität keramischer Massen Granulierung Granulatherstellung Granulatcharakterisierung Formgebungsverfahren Gießverfahren Schlickergießen Druckschlickergießen Foliengießen Plastische Formgebung Rollerformgebung Extrudieren Spritzgießen Preßverfahren Uniaxiales Trockenpressen Isostatisches Pressen Neuentwicklungen Trocknung Feuchtigkeitsabgabe Trocknungsgeschwindigkeit und Schnelltrocknung

6 7.4.3 Trockenfestigkeit Gedächtnis der Massen Brand Beurteilung des Brennverhaltens Brand silicatischer Massen Phasenreaktionen Glasphase Brennfarben Brennfehler Schnellbrand Glasuren und andere keramische Überzüge Engoben Glasuren Zusammensetzung Vorgänge beim Brand Eigenschaften Silicatkeramik Poröse silicatkeramische Werkstoffe Ziegel Werkstoffe, Technologie und Eigenschaften Frostbeständigkeit Ausblühungen Irdengut und Töpferwaren Steingut Dichte silicatkeramische Werkstoffe Steinzeug Porzellan Porzellan-Typen Entwicklung des Gefüges im Brand Transparenz Mechanische Festigkeit Steatit Werkstoffe mit geringer Wärmedehnung Feuerfeste Werkstoffe Einführung Eigenschaften feuerfester Werkstoffe Thermisch-mechanische Eigenschaften Feuerfestigkeit Druckfeuerbeständigkeit (DFB), Druckerweichung (DE) und Druckfließen (DFL) Heißbiegefestigkeit (HBF) Thermische Ausdehnung

7 Temperaturwechselbeständigkeit (TWB) Thermische Eigenschaften Wärmeleitfähigkeit Spezifische Wärmekapazität Volumenbezogene Wärmekapazität und Temperaturleitfähigkeit Mechanische Eigenschaften Kaltdruckfestigkeit (KDF) Elastizitäts- und Verformungsmodul Porosität und Dichte Chemische Beanspruchung Chemische Zusammensetzung Verschlackungsbeständigkeit Feuerfeste Werkstoffe Dichte geformte feuerfeste Erzeugnisse Silicasteine Schamottesteine Tonerdereiche Steine Basische Steine Sondererzeugnisse Schmelzgegossene Erzeugnisse Ungeformte feuerfeste Erzeugnisse Ungeformte Erzeugnisse für monolithische Konstruktionen und Reparaturen (Massen) Verlege- und Verfugungsmaterialien (Mörtel, Kitte, Kleber) Materialien für Anstriche und Oberflächenschutz Feuerleicht- und Isoliersteine Feuerleichtsteine Isoliersteine Keramische Faserwerkstoffe Keramische Fasertypen Hochtemperaturverhalten keramischer Fasern Bauteile aus keramischen Fasern Wärmeleitfähigkeit keramischer Faserwerkstoffe Umgang mit Keramikfasern Technische Keramik Oxidkeramik Aluminiumoxid Rohstoffe Tonerdegewinnung Sinterverhalten Eigenschaften Verwendung Berylliumoxid, Magnesiumoxid und Calciumoxid Berylliumoxid Magnesiumoxid Calciumoxid Zirconiumdioxid

8 Kristallstruktur, Rohstoffe und Herstellungsverfahren PSZ-Keramiken TZP-Keramiken Umwandlungsverstärkung Mechanische Eigenschaften Elektrische Eigenschaften Yttriumoxid, Ceriumoxid, Hafniumoxid und Thoriumoxid Yttriumoxid Ceriumoxid Hafniumoxid Thoriumoxid Elektrokeramische Werkstoffe Dielektrische Keramiken Kondensatoranwendungen Mikrowellenbauelemente Substrate Ferroelektrische Keramiken Piezoaktoren und sensoren Ferroelektrische Datenspeicher Pyroelektrische Infrarotdetektoren Elektrooptische Bauelemente Elektronen- und ionenleitende Keramiken Gassensoren und Hochtemperatur-Brennstoffzellen Varistoren Temperaturabhängige Widerstände Keramische Supraleiter Magnetokeramik Weichmagnetische Ferrite Ferritherstellung Einfluß der Rohstoffe und der Herstellbedingungen Zusammensetzung der Weichferrite und Einfluß von Zusätzen Dauermagnetische Ferrite Gitteraufbau und magnetische Eigenschaften Einfluß von Zusätzen Herstellungsverfahren Eigenschaften Anwendungen Biokeramik Biokeramik-Anwendungsbeispiele Anforderungsprofil biokeramischer Werkstoffe Eigenschaftsprofil von Biokeramik Ausgewählte Biokeramiken Zulassung von Biowerkstoffen Nichtoxidkeramik Kohlenstoff Diamant und Graphit

9 Herstellung und Eigenschaften Siliciumcarbid Struktur und Phasenbeziehungen Herstellung und Verarbeitung Sintermöglichkeiten und Werkstofftypen Polytypentransformation und Gefügeentwicklung beim Sintern Eigenschaften und Verwendung Siliciumnitrid Struktur und Phasenbeziehungen Herstellung Eigenschaften und Anwendung Borcarbid und Übergangsmetallboride Chemische Bindung borhaltiger Werkstoffe Borcarbid Übergangsmetallboride Verbundwerkstoffe Metall-Keramik-Werkstoffsysteme Metall-Keramik-Verbundwerkstoffsysteme Fügen von Metall- und Keramikbauteilen Beschichtungen Keramik auf Metall Metall auf Keramik Reaktionsverfahren Faserverbundwerkstoffe Verstärkungsmechanismen Fasern Oxidische Fasern Nichtoxidische Fasern C-Fasern (Kohlefasern) Matrixsysteme - Herstellungsverfahren und mechanische Eigenschaften Oxidische Matrixsysteme SiC-Matrices CFC-Verbundwerkstoffe Anhang Das internationale Einheitensystem (SI) 967 SI-Basiseinheiten Gebräuchliche abgeleitete Einheiten Definitionen der SI-Basiseinheiten Dezimale Teile und Vielfache Numerische Präfixe Grundlegende Konstanten (Revision 1986) Wichtige Umrechnungsfaktoren 971 Energie

10 Energieäquivalente Druck Umrechnung in andere Maßsysteme Das griechische Alphabet R-Sätze (Gefahrenhinweise) 973 R-Sätze Kombinationen von R-Sätzen S-Sätze (Sicherheitsratschläge) 975 Kombination von S-Sätzen DIN-EN-Normen zur Prüfung keramischer Erzeugnisse Allgemeine Definitionen Prüfverfahren für Pulver Prüfverfahren für monolithische Keramik Prüfverfahren für Verbundwerkstoffe Prüfverfahren für Schichten Anwendungesrelevante Normen Produktionstechnik, Fügetechnik, Korrosion und Verschleiß Tabelle wichtiger Akronyme für die Materialcharakterisierung 985 Literaturverzeichnis 1005 Sachverzeichnis 1117

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