HANDOUT. Vorlesung: Keramik-Grundlagen. Einführung Keramische Werkstoffe

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Karsten Waldfogel
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1 Materialwissenschaft und Werkstofftechnik an der Universität des Saarlandes HANDOUT Vorlesung: Keramik-Grundlagen Einführung Keramische Werkstoffe Leitsatz: Die Hochleistungskeramik stellt ein bedeutendes Technologiegebiet der Material- und Werkstoffwissenschaften dar, das für die Wettbewerbsfähigkeit des Standortes Deutschland in ganz unterschiedlichen Industrien und Branchen substanzielle Beiträge liefert. ( ) Die Hochleistungskeramik ist eine Enabling -Technologie, die neue Möglichkeiten schafft und deren Anwendungsspektrum permanent erweitert wird. Aus: Hochleistungskeramik 2025, DGM/DKG, Werkstoffinformationsgesellschaft mbh, ISBN , Frankfurt, 2008

2 Keramik-Grundlagen Einführung Keramische Werkstoffe Ziele Den Begriff keramische Werkstoffe im materialwissenschaftlichen und werkstofftechnischen Kontext einordnen können. ð Definitionen Keramischer Werkstoff nennen können ð Keramische Werkstoffe einteilen können ð Technologische und wirtschaftliche Bedeutung keramischer Werkstoffe herleiten können ð Merkmale der historischen Entwicklung keramischer Werkstoffe ableiten können ð Bedeutung keramischer Werkstoffe einordnen können Inhalte Definitionen Keramischer Werkstoff Kulturgeschichtliche Keramikentwicklung, Definitionen, Begriffe Allgemeine Eigenschaften keramischer Werkstoffe Grundlegende Eigenschaftsbeschreibungen Einteilung keramischer Werkstoffe Kennzeichen, Klassifizierungen (Normung) Überblick keramische Technologien Marktpotenzial keramischer Produkte, Anwendungsbeispiele

3 - 1 - Lerntafel 1 Definition Keramischer Werkstoff Häufigste Elemente der Erdrinde und Analyse eines Ziegels Kulturgeschichtliche Keramikentwicklung Definition Keramischer Werkstoff

4 - 2 - Beispiel einer modernen HL-Keramik Wertschöpfungskette (Bosch GmbH) Lerntafel 2 Eigenschaften keramischer Werkstoffe Vergleich der Eigenschaften von Keramiken, Metallen und Polymeren [GL-29, S. 98]

5 - 3 - Vergleich der Biegefestigkeiten ausgewählter HL-Keramiken mit Metallen [GL-29, S. 116] Lerntafel 3 Einteilung keramischer Werkstoffe Allgemeine Einteilung keramischer Werkstoffe

6 - 4 - Stoffliche Einteilung hochleistungskeramischer Werkstoffe [GL-14, S. 8] Einteilung tonkeramischer Werkstoffe [GL-1, S. 692]

7 - 5 - Stoffe und Anwendunsfelder technischer Keramiken nach [GL-1, S. 4] Klassifizierung keramischer Werkstoffe nach Werkstoffgruppen

S. 24/25] Klassifizierung keramischer S.

8 - 6 - Klassifizierung keramischer Werkstoffe nach Werkstoffgruppen [GL-29, S. 24/25] Klassifizierung keramischer Werkstoffe nach Werkstoffgruppen [GL-29, S. 24/25]

9 - 7 - Klassifizierung keramischer Werkstoffe nach Werkstoffgruppen [GL-29, S. 24/25] Anwendungsbereiche hochleistungskeramischer Werkstoffe [GL-14, S. 162]

10 - 8 - Lerntafel 4 Überblick keramische Technologien Jahresproduktionswert der europäischen Keramikindustrie nach Sektoren [GL-30, S. 8] Feinkeramische Industrie in Deutschland Umsatz in Mio. Euro

11 - 9 - Umsätze der keramischen Industrie in Deutschland (2010) Beispiele Hochleistungskeramik: Automotive Anwendungen Beispiele Hochleistungskeramik

- 10 - Beispiele Hochleistungskeramik Literatur [GL-1] [GL-14] [GL-29] [GL-30] H. Salmang, H. Scholze Keramik 7. vollständig neubearbeitete und erw. Aufl., R. Telle (Hrsg.

12 Beispiele Hochleistungskeramik Literatur [GL-1] [GL-14] [GL-29] [GL-30] H. Salmang, H. Scholze Keramik 7. vollständig neubearbeitete und erw. Aufl., R. Telle (Hrsg.), Springer, Berlin, Heidelberg, 2007, ISBN , 1330 S. Robert B. Heimann Classic and Advanced Ceramics: Fundamentals and Applications Wiley VCH Verlag GmbH &Co KG, Weinheim, 2010, ISBN , 576 S. Brevier Technische Keramik Verband der Keramischen Industrie e.v., Informationszentrum Technische Keramik, Fahner Verlag, Lauf, 2003, ISBN , 283 S. Alain Delcourt Unser Weg ins Jahr 2050: Fahrplan der Keramikindustrie Cerame-Unie A.I.S.B.L., The European Ceramic Industry Association, 2013, 32. S.

13 Fragen 1) Definieren Sie den Begriff Keramik werkstoffwissenschaftlich und technologisch. 2) Klassifizieren Sie keramische Werkstoffe nach deren Einsatzbereichen und nennen Sie jeweils ein Produktbeispiel. 3) Nennen Sie drei Gründe für den hohen kulturhistorischen Stellenwert keramischer Werkstoffe. 4) Nennen Sie wichtige Epochen der historischen Entwicklung keramischer Werkstoffe. Begründen Sie. 5) Welche grundsätzlichen Eigenschaftsmerkmale unterscheiden keramische Werkstoffe von Metallen und Polymeren? 6) Wie lassen sich Technische Keramiken unter stofflichen Gesichtspunkten einteilen? 7) Teilen Sie tonkeramische Werkstoffe hinsichtlich ihrer Wasseraufnahmefähigkeit (Porosität) sowie Scherbenfarbe ein. Nennen Sie jeweils ein Produktbeispiel. 8) Nennen Sie jeweils drei Kriterien für Struktur- und Funktionskeramiken. 9) Geben Sie drei Kenngrößen an, die das wirtschaftliche Potenzial keramischer Werkstoffe belegen. 10) Welche Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz keramischer Produktionsbetriebe kennen Sie? 11) Nennen Sie fünf wichtige zukünftige Anwendungsbereiche keramischer Produkte und belegen Sie jeden Anwendungsbereich mit drei keramischen Produkten.

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