Die Bedeutung der Chemie für die Entwicklung von Hochleistungskeramiken

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Abstract
Hochleistungskeramiken haben aufgrund ihrer mechanischen, thermischen und chemischen Stabilität ein Eigenschaftsprofil, mit dem die Grenzen der heute verfügbaren Werkstoffklassen in vielen Bereichen überwunden werden können. Trotz dieser günstigen Ausgangssituation sind die weltweiten Anstrengungen zur Einführung dieser neuen Werkstoffgruppe sowohl in konventionelle Anwendungen als auch in neue Technologien nicht frei von Rückschlägen. Die Ursache dafür ist letztlich die große Sprödigkeit dieser Werkstoffe. Zwar haben die Konstrukteure nach Einführung der Bruchmechanik auf vielen Gebieten gelernt, mit spröden Werkstoffen umzugehen und deren Eigenschaften in extrem belasteten Bauteilen voll auszunutzen. Auch waren die Werkstoffwissenschaftler bei der Entwicklung von Keramiken mit hohen Festigkeits‐ und Bruchzähigkeitswerten erfolgreich. Trotzdem können Hochleistungskeramiken bisher nur begrenzt eingesetzt werden, da in vielen Fällen die Zuverlässigkeit der Bauteile beschränkt ist. Kleine und kleinste Fehler wie Mikroporen und ‐risse sowie jede chemische und physikalische Inhomogenität im Gefüge können wegen der hohen Sprödigkeit ein katastrophales Versagen der Bauteile bewirken. Da nun einerseits diese Fehler in der Regel von einer nicht hinreichenden Beherrschung der Prozeßabläufe herrühren und andererseits bei der Herstellung der Keramiken viele chemische Verfahrensschritte durchlaufen werden, ist von einer konsequenten Anwendung chemischer Denk‐und Vorgehensweisen ein wichtiger Beitrag zur Überwindung der Schwierigkeiten zu erhoffen.