1. Einführung/ Definition Flashcards

1
Q

Welches sind die jeweiligen Rohstoffe der drei Keramikbranchen?

A

• Silicathkeramik
(natürliche Rohstoffe)

• Feuerfest
(natürliche/ synthetische Werkstoffe)

• Hochleistungskeramik
(synthetische Werkstoffe)

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2
Q

Wie sehen die Gefüge der Silikatkeramik, der feuerfesten Werkstoffe und der Hochleistungskeramik prinzipiell aus?

A

• Silicatkeramik:
heterogen, porös, Korngröße wenig relevant

• Feuerfest:
heterogen, 15-17vol% Porosität, sehr grobkörnig

• Hochleistungskeramik:
extrem homogen, Porosität und Korngröße auf
Anwendungsfall zugeschnitten

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3
Q

Welche Stückzahlen werden jeweils pro Muster/Werk und Jahr hergestellt?

A

• Silicatkeramik: Dachziegel/Fliesen u.a. Baukeramik: > 10 Mio Stück
Geschirr, Sanitär: ca. 10.000 Stück

• Feuerfest:
1.000-10.000 t (ungeformte Massen)
> 10.000 Formteile

• Hochleistungskeramik:
10.000 (Strukturkeramik) -&raquo_space; 1 Mio Stück
(Elektronikkomponenten)

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4
Q

Welche Qualitäten an Rohstoffen (Reinheit, Feinheit…) sind erforderlich?

A

• Silicatkeramik:
spielt kaum eine Rolle [Ausnahme weiße Keramik]

• Feuerfest:
hohe Reinheiten wegen Korrosion, grobkörnig (100 μm- 10 mm)

• Hochleistungskeramik:
extreme Reinheiten, Strukturkeramik extrem feinkörnig (1 μm)

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5
Q

Wie steht es mit der Wertschöpfung?

A

• Silicatkeramik:
niedrig (Ausnahme Kunstgewerbe und besondere Marken)

• Feuerfest:
mittel, spezielle Formteile hochpreisiger als Massen

• Hochleistungskeramik: hohe Wertschöpfung (Ausnahme: konventionelle Elektronik, dort sehr hohe Stückzahlen: Kondensatoren z.B. > 1012 Stück/Jahr)

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6
Q

Wie schätzen Sie den Standort Deutschland/Westeuropa für diese Branchen ein? Wo gibt es steigende, wo stagnierende, wo fallende Umsatzzahlen? Warum ?

A

• Silicatkeramik:
hohe Personalkosten wg. Handarbeit; kann wieder attraktiv werden, wenn Automatisierungsgrad erhöht wird (Fliesen, Dachziegel, Geschirr), sonst allgemeine Stagnation

• Feuerfest:
leicht steigende Tendenz wegen Stahlboom; Rohstoffe kommen aus Asien (China), daher oft Verlegung der Produktion an den Ort der Rohstoffgewinnung.

• Hochleistungskeramik inkl. Traditionelle technische Keramik:
konstant ca. 10% Wachstum seit vielen Jahren trotz aller Krisen

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7
Q

Gibt es „Grauzonen“ zwischen den drei Branchen? Wo würden Sie die Zündkerze zuordnen? Welche High-Tech-Funktionsteile gibt es im Bereich Feuerfest?

A
  • Überlappungen oder Zuordnungsschwierigkeiten gibt es bei den traditionellen technischen Keramiken (Zündkerze, Isolatoren), die manchmal der Silicatkeramik, manchmal der Hochleistungskeramik zugeordnet werden [Achtung: daher oft Verfälschung der Marktstatistiken!].
  • Ferner werden für die Feuerfestbranche besondere Funktionselemente entwickelt wie Schieber, Verschlüsse, Ventile, Sonden etc., die High-Tech- Charakter aufweisen.
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8
Q

Wie hat die Entwicklung der Keramik die anderen Technologien (Elektrotechnik, Stahlerzeugung, technische Chemie) beeinflusst?

A

• Keramik ist eine Schlüsseltechnologie. Sie ermöglicht die Entwicklung neuer Technologien, manchmal aber nur vorübergehend.

• Beispiele:
-Elektrotechnik: Ohne Keramik k e i n e Entwicklung der E-Technik im 19.Jhdt. möglich! Heute – abgesehen vom Hochspannungsbereich – Verdrängung durch Kunststoffe

  • Stahlerzeugung: Ohne feuerfeste Werkstoffe k e i n e Metallurgie möglich!
  • Chemie: Im 19. Jhdt. Ohne Keramik keine Chemie denkbar; heute weitgehende Verdrängung durch Kunststoffe
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9
Q

Warum gibt es heute kaum noch keramische Isolatoren? Und wenn ja, für welche Einsatzfälle ?

A
  • Kunststoffe sind leichter, besser, dünnwandiger, billiger und zuverlässiger in der Herstellung;
  • Ausnahme: Hochspannungsbereich, hier Glas als Konkurrenz
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10
Q

Welche Branchen erschließen sich durch keramische Werkstoffe gerade völlig neu?

A

• Energietechnik
(Sensorik)

• Medizintechnik
(Implantate)

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11
Q

Nennen Sie einige keramische Bauteile für die Energietechnik.

A
  • Brennkammer für Gasturbine
  • Kacheln für Müllverbrennungsanlagen
  • Heizungen
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12
Q

In welchen Anwendungen hatten keramische Bauteile zunächst sehr gute Einsatzchancen, kamen aber dann doch nicht zum Zug? Warum war hier die Keramik gegenüber metallischen Bauteilen benachteiligt?

A

• Komponenten in der Kfz-Technik:
Turbolader, Ventil, Motorblock, Zylinderköpfe, Portliner etc.;

-> Herstellung zu teuer, Verhalten zu unzuverlässig; starke Konkurrenz zu Metallen; geringerer Nutzen als erwartet (Wirkungsgrad, NOx-Emission…)

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13
Q

Chemische Eigenschaften von Kermaik

A
  • chemische Bindung aus Metallen und Halb-/ Nichtmetallen

* sehr starke Bindung

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