Silikatkeramik

Bei der Herstellung von Silikatkeramiken trägt die Wärmebehandlung wesentlich zur Produktqualität und den Herstellkosten bei. Es lohnt sich deshalb, die Prozessparameter bei der Wärmebehandlung zu optimieren.

Bei der Trocknung, dem Binderausbrand, der Quarzumwandlung und der Entwässerung müssen Verfahren identifiziert werden, die einerseits einen möglichst hohen Durchsatz ermöglichen, aber andererseits die Schadensfreiheit der Bauteile gewährleisten. Beim Brennen wird eine endformnahe Herstellung mit engen Fertigungstoleranzen und guten Materialeigenschaften angestrebt. Beispielsweise können mit geeigneten Brennbedingungen neue Designs realisiert werden. Aus Kostengründen sollen der Durchsatz durch den Brennofen maximiert und dessen Energieverbrauch und Wartungsaufwand minimiert werden. Die Ausschussrate ist zu minimieren. Hierfür wurden am HTL spezifische Methoden zur Prozessoptimierung entwickelt.

Weiterführende Informationen

Trocknung

Bei der Trocknung muss das in den Scherben noch enthaltene Wasser entfernt werden, ohne dass es zu Schäden kommt. Aufgrund der kleinen Poren können erhebliche Trocknungsspannungen auftreten.

Binderausbrand

Enthält die Masse organische Additive, so entsteht bei deren Ausbrand Verbrennungswärme. Im Inneren der Grünteile, wo die Sauerstoffkonzentration während des Binderausbrands sehr gering ist, können gleichzeitig Pyrolysereaktionen ablaufen, die Wärme verbrauchen.

 

Entwässerung

Die Entwässerung findet bei Silikatkeramiken statt, wenn die Scherben zu höheren Temperaturen aufgeheizt werden – etwa zwischen 500°C und 700°C.

Brennen

Beim Brennen von Silikatkeramiken soll eine Verdichtung mit definierter Restporosität erreicht werden. Das Gefüge soll fehlerfrei und homogen sein, und das Bauteil darf sich nicht verziehen.

Methoden zur Prozessoptimierung

Die am HTL eingesetzten Methoden zur Prozessoptimierung eignen sich für alle Arten von Silikatkeramiken: Porzellan, Steingut oder Steinzeug und auch silikatische Feuerfestwerkstoffe. Kleine Bauteile können ebenso optimiert werden, wie mehrere Meter lange Hochspannungsisolatoren aus Porzellan oder Rohre aus Steinzeug.

Weitere Anwendungs- und Produktbereiche

Luft- und Raumfahrt

Energietechnik

Thermoprozesstechnik