Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Innovationsmotor Technische Funktionskeramik

29.05.2000


Ob Automobil- und Anlagenbau, Elektronik oder Medizintechnik - die Funktionskeramik zählt zu den Taktgebern für Innovationen. Welche
neuen Anwendungsfelder und Systemlösungen die Funktionskeramik erobert, zeigt die MATERIALICA 2000 vom 25. bis 28. September 2000 auf dem Neuen Messegelände in München.

Die sogenannte Hochleistungs- oder Funktionskeramik hat mit der traditionellen Keramik nicht mehr viel gemein. Synthetische Rohstoffe ermöglichen ungewohnt enge Qualitätskriterien und erlauben es dem Keramiker, sich Produkte "maßzuschneidern". Die MATERIALICA 2000 bietet einen umfassenden Überblick über diese Produkte, die in den meisten Fällen in Systemen "verschwinden", das heißt dort zwar unersetzliche Dienste tun, aber nur kleinste Volumina einnehmen.
Besonders deutlich stellt sich dies in der so genannten Funktionskeramik dar, die vor allem in elektronischen Bauteilen benötigt wird. Kondensatoren, Widerstände und Substrate, bevorzugt mit minimalen Abmessungen, tragen entscheidend zur Kommunikationstechnik bei. Kein Fernseher, Handy oder Computer würden je einen Laut oder ein Bild von sich geben, wenn nicht Keramikteile ihre speziellen Eigenschaften zur Verfügung stellen würden: isolierend, halbleitend oder leitend, magnetisch, dielektrisch oder piezoelektrisch. Auf der MATERIALICA 2000 wird die gesamte Bandbreite dieser Funktionsvielfalt in Anwendungsumgebungen und Systemlösungen demonstriert sowie neue Einsatzfelder diskutiert.
Der Weltmarkt der Technischen Keramik, zu der auch die Kohlenstoffprodukte gezählt werden, wird derzeit auf 75 Milliarden Mark geschätzt. Er wächst jährlich um durchschnittlich 6 Prozent. Die keramischen Werkstoffe spielen ihre Vorteile zum einen dort aus, wo es auf Temperaturbeständigkeit, Härte, Beständigkeit gegen Korrosion und Verschleiß bei gleichzeitig relativ niedrigem Gewicht ankommt. Zum anderen gibt es viele Eigenschaften, die andere Werkstoffe nur begrenzt oder gar nicht aufweisen: Piezoelektrizität, Supraleitung, Ferromagnetismus oder Bioverträglichkeit sind nur einige Beispiele.

Universelles Einsatzspektrum
Diese Eigenschaften eröffnen für Funktionskeramik und ihren Verbundlösungen ein breites Einsatzspektrum:
* In Kraftfahrzeugen wird Funktionskeramik nicht nur bei Zünd- und Glühkerzen, Dichtscheiben, Dieselrußfiltern, Wabenkatalysatoren und Bremsbelägen aus Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen verbaut. Sie kommt vermehrt auch bei Ventilen und Ventilsitzen, in Sensoren zur Auslösung der Airbags und zur Regelung des Katalysators sowie in der gesamten Automobilelektronik zum Einsatz.
* Die Hochgeschwindigkeitszüge nutzen gleichfalls Keramik-Komponenten, etwa an den Bremsen als auch im elektronischen Schaltbereich.
* Intelligente Verbundsysteme von Keramik und Polymeren werden zur Panzerung von Fahrzeugen und Personen gegen Geschosseinwirkungen eingesetzt.
* Beim Leistungssport setzt die Sportgeräte-Industrie auf ultraleichte und hochfeste Fahrradrahmen aus Kohlenstoff, Schlittschuhen mit extrem belastbaren Keramik-Kufen sowie Tennis- und Golfschläger aus solchen Werkstoffen.
* Keramische Supraleiter realisieren eine quasi verlustfreie Stromleitung bei moderaten Tieftemperaturen. Ihr Einsatz erfolgt bereits in der Raumfahrt und Medizin, die ersten Umspannstationen erhalten supraleitende Kabel.
* Mit der sogenannten Adaptronik können mechanische Belastungen von Bauteilen (Aktuoren) direkt in elektrische Signale umgewandelt werden. In Verbindung mit Sensoren und einem Regler entstehen Systeme, die sensibel durch Verformung den optimalen Zustand beibehalten. Damit werden zum Beispiel bei den K2-Skiern Schwingungen gedämpft oder bei Flugzeugen bestimmte Gleitflächen automatisch strömungsgünstig einreguliert.
* Keramik wird in Verbindung mit Polymeren und Metallen in Hüftgelenken eingesetzt. Sie wird vom Körper angenommen, widersteht den aggressiven Körpersäften, ist verschleißfest und reibungsarm. Zur Biokeramik zählen Zahnimplantate, die stetig verbessert werden und die heute in Aussehen, Härte und Festigkeit den echten Vorbildern in nichts mehr nachstehen.
* Kraftwerksturbinen erreichen bessere Wirkungsgrade, wenn sie höhere Verbrennungstemperaturen aushalten. Dies erreicht man mit Keramik beschichteten oder ganz aus Keramik gefertigten Schaufeln; Brennerrohre bestehen ebenfalls aus Hochleistungskeramik.
* In Brennstoffzellen wird elektrochemische Energie in Wärme umgesetzt. Auch hier gibt es Systeme mit Keramikteilen, die Temperaturen von etwa 1000° C aushalten und dabei als Elektrolyt die Umsetzung vornehmen.
* Hochleistungen bei der Metallbearbeitung erzielt man mit Schneidkeramik, die "wie Butter" den härtesten Stahl zerspant. Auch künstliche Diamanten zählen zu den keramischen Werkstoffen - sie werden in dünnen Schichten auf Werkzeuge aufgebracht und bringen dort ihre hohe Härte zur Wirkung.
* Industriemaschinen weisen zunehmend Keramikteile in ihrem Inneren auf: als Dichtscheiben, Wellen, Walzen, Kolben, Verschleißschutzleisten, Wälz- und Gleitlager.
* In Handys ist eine große Zahl von "passiven" (Kondensatoren, Widerstände, Gehäuse und Substrate für die Schaltungen) und "aktiven" Keramikteilen enthalten, welche die Sprache in Elektroimpulse und beim Empfänger wieder in Sprache verwandeln.

Ideenbörse für innovative Verbundlösungen
Bei diesem weitgefächerten Verwendungsspektrum ist es nicht verwunderlich, dass die Keramikbranche den größten Teil der Aussteller auf der MATERIALICA 99 stellte und sich auch in 2000 im grösseren Umfang präsentiert. Besonders relevant in diesem Kontext ist dabei die materialien-übergreifende Leistungsschau aller modernen High-Tech-Werkstoffe auf der MATERIALICA, die nicht nur Funktionskeramik, sondern auch Metalle, Kunststoffe und Polymere umfasst.
Inzwischen existieren zahlreiche Verbundwerkstoffe, welche die jeweiligen materialspezifischen Vorteile der Einzelkomponenten vereinen und in der Kombination komplett neue Eigenschaften realisieren und damit auch neue Märkte eröffnen - wie beispielsweise Keramikteilchen in Metallmatrices (sog. Hartmetalle) oder Glaskeramik. Spezielle Vorteile bietet auch die Polymerkeramik, bei der die Formgebung zunächst mit einem flüssigen Polymer vorgenommen wird, welches später durch Hitzeeinwirkung in hochfeste Keramik umgewandelt wird. Damit ist die MATERIALICA 2000 das optimale Podium für Produzenten und Zulieferer, die Kontakte zur weiterverarbeitenden Industrie suchen. Und vice versa für die Entwickler und Einkäufer aus allen Fertigungsbranchen, die den geeigneten Werkstoff oder die daraus gefertigten Bauteile suchen und sich neue Materialanregungen für kommende Produktgenerationen von der Messe mitnehmen.

Ausblick auf die Zukunft
Und was ist für die Zukunft in der Hochleistungskeramik zu erwarten? In der Biotechnologie arbeitet man an Mikroimplantaten, die als Mikroreaktoren im Körper wirken sollen - keramische Sensoren im Nanometer-Maßstab sind dabei unverzichtbar. Pflanzenstrukturen mit ihrer optimierten Faser- und Kanalstruktur werden durch intelligente Prozesse in Keramikstrukturen umgewandelt und können so als äußerst wirksame Katalysatorträger eingesetzt werden. Weitere Fortschritte in der Computertechnologie könnte der Ersatz der an Grenzen stoßenden Siliciumchips durch SiSiC-(Silicium-Siliciumcarbid-)Chips bringen. Der Elektronikanteil am Automobil wird laufend erhöht, wobei miniaturisierte Keramikteile für weitgehende Wartungsfreiheit sorgen sollen. Brennstoffzellen, die die Hausversorgung völlig unabhängig vom Netz sicher stellen, sollen 2002 als Prototyp verfügbar sein. Schwingungen am Drehgestell des ICE werden schon demnächst durch die oben erwähnte Adaptronik beseitigt sein. Und das ist nur ein kleiner Ausblick auf die neuen Einsatzpotenziale der Hochleistungskeramik.
Die MATERIALICA 2000, 3. Internationale Fachmesse für innovative Werkstoffe, Verfahren und Anwendungen, findet als europäische Zuliefermesse für Entwickler und Einkäufer mit dem Fachkongress MATERIALS WEEK (vormals WERKSTOFFWOCHE) und erstmalig auch der MAGNESIUM CONFERENCE vom 25. bis 28. September 2000 auf der neuen Messe München statt. Weitere Informationen zur MATERIALICA 2000 finden Sie im Internet unter der Adresse http://www.materialica.de.

Ansprechpartner für die Presse:
Ellen Richter-Maierhofer
Pressereferat MATERIALICA
Messe München GmbH
D-81823 München
Tel.: +49 (0) 89/949-20650
Fax: + 49 (0) 89/949-20659
E-mail: richter-maierhofer@messe-muenchen.de

Ansprechpartner für Aussteller:
Robert Metzger
Projektleiter MATERIALICA
Messe München GmbH
Messegelände
D-81823 München
Tel.: +49 (0) 89/949-20370
Fax: + 49 (0) 89/949-20379
E-mail: info@materialica.de

Weitere Informationen finden Sie im WWW:

Dr. Thomas Karsch |

Weitere Berichte zu: Funktionskeramik Hochleistungskeramik MATERIALICA

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Biophotonische Innovationen auf der LASER World of PHOTONICS 2017
26.06.2017 | Leibniz-Institut für Photonische Technologien e. V.

nachricht Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten
26.06.2017 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Future Security Conference 2017 in Nürnberg - Call for Papers bis 31. Juli

26.06.2017 | Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Digital Mobility“– 48 Mio. Euro für die Entwicklung des digitalen Fahrzeuges

26.06.2017 | Förderungen Preise

Fahrerlose Transportfahrzeuge reagieren bald automatisch auf Störungen

26.06.2017 | Verkehr Logistik

Forscher sorgen mit ungewöhnlicher Studie über Edelgase international für Aufmerksamkeit

26.06.2017 | Physik Astronomie