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 HMI 2019: Neue Infrastruktur ermöglicht KI-Anwendungen und zeigt TSN im Einsatz
20.02.2019 | Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH, DFKI

nachricht Licht von der Rolle – hybride OLED ermöglicht innovative funktionale Lichtoberflächen
19.02.2019 | Fraunhofer-Institut für Organische Elektronik, Elektronenstrahl- und Plasmatechnik FEP

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Jet/Hüllen-Rätsel in Gravitationswellenereignis gelöst

Ein internationales Forscherteam unter Beteiligung von Astronomen des Bonner Max-Planck-Instituts für Radioastronomie hat Radioteleskope auf fünf Kontinenten miteinander verknüpft, um das Vorhandensein eines stark gebündelten Materiestrahls, eines sogenannten Jets zu beweisen, der vom Überrest des bisher einzigen bekannten Gravitationswellenereignisses ausgeht, bei dem zwei Neutronensterne miteinander verschmolzen. Bei den Beobachtungen im weltweiten Netzwerk spielte das 100-m-Radioteleskop in Effelsberg eine wichtige Rolle.

Im August 2017 wurde zum ersten Mal die Verschmelzung zweier sehr kompakter Sternüberreste, sogenannter Neutronensterne, beobachtet, deren vorhergehende...

Im Focus: (Re)solving the jet/cocoon riddle of a gravitational wave event

An international research team including astronomers from the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany, has combined radio telescopes from five continents to prove the existence of a narrow stream of material, a so-called jet, emerging from the only gravitational wave event involving two neutron stars observed so far. With its high sensitivity and excellent performance, the 100-m radio telescope in Effelsberg played an important role in the observations.

In August 2017, two neutron stars were observed colliding, producing gravitational waves that were detected by the American LIGO and European Virgo detectors....

Im Focus: Materialdesign in 3D: vom Molekül bis zur Makrostruktur

Mit additiven Verfahren wie dem 3D-Druck lässt sich nahezu jede beliebige Struktur umsetzen – sogar im Nanobereich. Diese können, je nach verwendeter „Tinte“, die unterschiedlichsten Funktionen erfüllen: von hybriden optischen Chips bis zu Biogerüsten für Zellgewebe. Im gemeinsamen Exzellenzcluster „3D Matter Made to Order” wollen Forscherinnen und Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Universität Heidelberg die dreidimensionale additive Fertigung auf die nächste Stufe heben: Ziel ist die Entwicklung neuer Technologien, die einen flexiblen, digitalen Druck ermöglichen, der mit Tischgeräten Strukturen von der molekularen bis zur makroskopischen Ebene umsetzen kann.

„Der 3D-Druck bietet gerade im Mikro- und Nanobereich enorme Möglichkeiten. Die Herausforderungen, um diese zu erschließen, sind jedoch ebenso gewaltig“, sagt...

Im Focus: Diamanten, die besten Freunde der Quantenwissenschaft - Quantenzustand in Diamanten gemessen

Mithilfe von Kunstdiamanten gelang einem internationalen Forscherteam ein weiterer wichtiger Schritt in Richtung Hightech-Anwendung von Quantentechnologie: Erstmals konnten die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen den Quantenzustand eines einzelnen Qubits in Diamanten elektrisch zu messen. Ein Qubit gilt als die Grundeinheit der Quanteninformation. Die Ergebnisse der Studie, die von der Universität Ulm koordiniert wurde, erschienen jüngst in der renommierten Fachzeitschrift Science.

Die Quantentechnologie gilt als die Technologie der Zukunft. Die wesentlichen Bausteine für Quantengeräte sind Qubits, die viel mehr Informationen verarbeiten...

Im Focus: Wasser ist homogener als gedacht

Um die bekannten Anomalien in Wasser zu erklären, gehen manche Forscher davon aus, dass Wasser auch bei Umgebungsbedingungen aus einer Mischung von zwei Phasen besteht. Neue röntgenspektroskopische Analysen an BESSY II, der ESRF und der Swiss Light Source zeigen jedoch, dass dies nicht der Fall ist. Bei Raumtemperatur und normalem Druck bilden die Wassermoleküle ein fluktuierendes Netz mit durchschnittlich je 1,74 ± 2.1% Donator- und Akzeptor-Wasserstoffbrückenbindungen pro Molekül, die eine tetrahedrische Koordination zwischen nächsten Nachbarn ermöglichen.

Wasser ist das „Element“ des Lebens, die meisten biologischen Prozesse sind auf Wasser angewiesen. Dennoch gibt Wasser noch immer Rätsel auf. So dehnt es sich...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Mobile World Congress: Bundesamt für Strahlenschutz rät zu Handys mit geringem SAR-Wert

22.02.2019 | Veranstaltungen

Unendliche Weiten: Geophysiker nehmen den Weltraum ins Visier

21.02.2019 | Veranstaltungen

Tagung rund um zuverlässige Verbindungen

20.02.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Der Zeit atomarer Vorgänge auf der Spur

22.02.2019 | Physik Astronomie

Wie Korallenlarven sesshaft werden

22.02.2019 | Biowissenschaften Chemie

Ökologische Holz-Hybridbauweisen für den Geschossbau

22.02.2019 | Architektur Bauwesen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics