Bei Keramik denken viele zunächst an Haushaltsgeschirr und dekorative Vasen – zerbrechlich und empfindlich, scheinbar ohne Bezug zur Industrie oder zum Hardcore-Bereich. Doch es gibt eine Keramikart, die diesen Eindruck widerlegt. Sie ist nach Diamanten die zweithärteste und hält hohen Temperaturen stand, ist korrosionsbeständig und isoliert sowie leitfähig, was sie zu einem vielseitigen Werkstoff im industriellen Bereich macht. Sie istSiliziumkarbidkeramik.
Von verschleißfesten Geräten im Bergbau bis hin zu Leistungsmodulen in Fahrzeugen mit alternativer Energie, von hochtemperaturbeständigen Komponenten in der Luft- und Raumfahrt bis hin zu Gleitringdichtungen im Alltag – Siliziumkarbidkeramiken unterstützen mit ihren einzigartigen Eigenschaften den effizienten Betrieb vieler Branchen. Lassen Sie uns heute darüber sprechen, was diese „außergewöhnliche“ Keramik auszeichnet.
1. Extrem hart: der „Träger“ im Bereich der Verschleißfestigkeit
Der bekannteste Vorteil von Siliziumkarbidkeramik ist ihre extrem hohe Härte und Verschleißfestigkeit. Ihre Mohshärte ist nach der des härtesten natürlichen Diamanten die zweithärteste und viel härter als gewöhnlicher Stahl, Edelstahl und sogar Aluminiumoxidkeramik.
Diese „harte“ Eigenschaft macht es in Szenarien, in denen es verschleißfest sein muss, zum Glänzen. Beispielsweise werden im Bergbau und in der Metallurgie Ausrüstungen zum Transport von Schlamm und Schlackenschlamm (wie Laufräder von Schlammpumpen und Rohrleitungsauskleidungen) oft lange Zeit von harten Mineralpartikeln weggespült, und gewöhnliche Metalle erodieren schnell und verlieren Wasser. Komponenten aus Siliziumkarbidkeramik halten diesem „Abrieb“ problemlos stand und haben eine Lebensdauer, die um ein Vielfaches oder sogar mehr als das Zehnfache der Lebensdauer von Metallkomponenten beträgt, wodurch die Häufigkeit und die Kosten des Geräteaustauschs erheblich reduziert werden.
Nicht nur in der Industrie, sondern auch im Alltag ist Siliziumkarbid präsent – beispielsweise in Gleitringdichtungen. Dank seiner hervorragenden Verschleißfestigkeit sorgt es dafür, dass die Anlage nicht ausläuft und bei hohen Drehzahlen geringe Verluste aufweist. Dies ermöglicht einen stabilen Betrieb von Geräten wie Wasserpumpen und Kompressoren.
2. Überlegene „Beständigkeit“: Isolierung gegen hohe Temperaturen und Korrosion
Neben der Härte verfügen Siliziumkarbidkeramiken auch über eine hervorragende Hochtemperaturbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit, wodurch sie in vielen „rauen Umgebungen“ „an ihren Pfosten haften“ bleiben.
In Bezug auf die hohe Temperaturbeständigkeit kommt es selbst nach Langzeitbetrieb bei 1350 °C nicht zu Erweichungen oder Verformungen. Diese Eigenschaft macht es zu einem Liebling der Luft- und Raumfahrt- sowie Militärindustrie, beispielsweise als Düse für Raketentriebwerke oder als Auskleidung für Hochtemperaturöfen. Es kann direkt mit Hochtemperaturflammen oder geschmolzenem Metall in Kontakt kommen, um seine Stabilität zu gewährleisten. In Hochtemperatur-Produktionsprozessen wie Industrieöfen und metallurgischem Strangguss können Siliziumkarbid-Keramikkomponenten zudem Metalle ersetzen, die durch hohe Temperaturen leicht beschädigt werden, und so die Lebensdauer der Geräte verlängern.
Siliziumkarbidkeramiken weisen eine extrem hohe Korrosionsbeständigkeit auf und sind chemisch äußerst stabil. Sie können weder durch Säuren, Laugen noch durch verschiedene korrosive Gase und Flüssigkeiten angegriffen werden. Daher wird Siliziumkarbid in der chemischen Industrie häufig zur Auskleidung von Reaktionsbehältern, Rohrleitungen und Ventilen für den Transport korrosiver Medien eingesetzt. Im Umweltschutzbereich kommt Siliziumkarbid auch in Anlagen zur Behandlung hochkonzentrierter Säure-Base-Abwässer zum Einsatz, um Korrosionsschutz und einen stabilen Betrieb der Anlagen zu gewährleisten.
3. Vielseitige „Fähigkeit“: Ein „Funktionsmeister“, der sowohl starr als auch flexibel sein kann
Wer glaubt, Siliziumkarbidkeramik sei nur „hart“ und „langlebig“, unterschätzt sie zu sehr. Je nach Verarbeitungstechnik kann sie auch mehrere Funktionen erfüllen, wie Leitfähigkeit, Isolierung und Wärmeleitfähigkeit, was sie zu einem Funktionsmaterial mit vielfältigen Einsatzmöglichkeiten macht.
Leitfähigkeit und Halbleitereigenschaften: Durch Dotierung mit anderen Elementen können Siliziumkarbidkeramiken von Isolatoren zu Leitern und sogar zu Halbleitermaterialien werden. Dadurch kann das Unternehmen seine Kompetenzen im Bereich der elektronischen Energieversorgung unter Beweis stellen, beispielsweise bei der Herstellung von Leistungsmodulen für Fahrzeuge mit alternativer Energie und Kernkomponenten für Traktionsumrichter in Hochgeschwindigkeitszügen. Im Vergleich zu herkömmlichen Siliziummaterialien weisen Siliziumkarbid-Halbleiter eine höhere Leitfähigkeit und einen geringeren Energieverbrauch auf. Dadurch lassen sich Fahrzeuge mit alternativer Energie schneller laden und haben eine größere Reichweite. Zudem können die Antriebsgeräte kleiner und effizienter werden.
- Hervorragende Wärmeleitfähigkeit: Die Wärmeleitfähigkeit von Siliziumkarbidkeramik übertrifft die von gewöhnlicher Keramik bei weitem und kommt sogar an die von bestimmten Metallen heran. Diese Eigenschaft macht es zu einem idealen Wärmeableitungsmaterial, beispielsweise im Wärmeableitungssubstrat von LED-Lampen und elektronischen Chips. Es kann Wärme schnell ableiten, Geräteschäden durch Überhitzung verhindern und Lebensdauer und Stabilität verbessern.
4. Schließlich: Siliziumkarbidkeramik, die „unsichtbare treibende Kraft“ der industriellen Modernisierung
Von „hart und verschleißfest“ über „Hochtemperaturkorrosionsbeständigkeit“ bis hin zu „Multifunktionalität“ hat Siliziumkarbidkeramik mit einer Reihe hervorragender Eigenschaften das Verständnis der Menschen für traditionelle Keramik gebrochen und ist zu einem Schlüsselmaterial geworden, das die Entwicklung von High-End-Fertigung, neuer Energie, Energieeinsparung und Umweltschutz unterstützt. Es ist nicht so verbreitet wie Metall oder so leicht wie Kunststoff, aber in industriellen Szenarien, in denen „Schwierigkeiten überwunden werden müssen“, verlässt es sich stets auf seine „omnipotenten“ Eigenschaften, um zur Kernkraft bei der Problemlösung zu werden.
Mit dem kontinuierlichen technologischen Fortschritt sinken die Produktionskosten für Siliziumkarbidkeramiken stetig, und auch die Anwendungsszenarien erweitern sich stetig. Zukünftig könnten sowohl effizientere neue Energieanlagen als auch langlebigere Industriemaschinen durch den Einsatz von Siliziumkarbidkeramiken leistungsstärker werden. Dieses in der Industrie verborgene „Allmachtsmaterial“ verändert still und leise unsere Produktion und unser Leben.
Veröffentlichungszeit: 20. September 2025