Si3N4/SiC(N)-Werkstoffe auf Basis präkeramischer Polymere und keramischer Pulver (PDF)

Der weltweite Bedarf an Energie, Rohstoffen und Produktionsgütern ist in den letzten Jahren kontinuierlich angestiegen. Um die vielfaltigen Herausforderungen, wie die Erschöpfung von Rohstoffquellen, die fortschreitende Umweltbelastung und die globale Klimaveränderung meistern zu können, kommt der Entwicklung und Verbesserung von modernen Werkstoffen und Herstellungsprozessen eine entscheidende Rolle zu. Ein erhebliches Potential bieten vor allem die keramischen Werkstoffe [1]. Keramiken werden bereits seit Jahrtausenden beispielsweise als Geschirr, Brennhilfsmittel und Ofenauskleidungen eingesetzt. Bis heute hat sich das Einsatzspektrum keramischer Werkstoffe durch die konsequente Verbesserung ihrer Eigenschaften deutlich erweitert, so dass ihnen in manchen Einsatzgebieten (z.B. Luft- und Raumfahrt) sogar eine Schlüsselrolle bei aktuellen und künftigen Entwicklungen zuteil wird [2]. Keramiken sind anorganische, nichtmetallische und überwiegend polykristalline Materialien, die bei Raumtemperatur aus einer Rohmasse geformt werden und ihre typischen Werkstoffeigenschaften durch eine Temperaturbehandlung (Sintern) erhalten [1]. Sie basieren meist auf ionischen oder kovalenten Verbindungen, die man nach ihrem Sauerstoffgehalt in oxidische oder nichtoxidische (Nitride, Karbide, Boride,S) Werkstoffe unterteilt. Im angelsächsischen Raum umfasst der Begriff "ceramics" aber auch amorphe, anorganische Werkstoffe, wie Glas, Glaskeramik, Emaille, Baustoffe und Bindemittel (Zement, Kalk, Gips,.). Je nachdem, welche besonderen Eigenschaften die wesentliche Motivation fur den Einsatz der keramischen Komponenten darstellt, untergliedert man sie außerdem in Strukturkeramiken (mechanische, thermische und tribologische Eigenschaften), Funktionskeramiken (z.B. elektrische/thermische Leitfähigkeit,.) oder Biokeramiken (v.a. Körperverträglichkeit, Resorbierbarkeit).