Anwendung von ZTA-Keramik

ZTA-Keramik Zirkonoxidverstärkte Aluminiumoxidkeramik (Zirkonoxid-verstärkte Aluminiumoxidkeramik), ein Verbundkeramik-Material, das die hohe Härte und Verschleißfestigkeit von Aluminiumoxid mit der Zähigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit von Zirkonoxid kombiniert, findet breite Anwendung in der verschleißfesten Konstruktion, der Automobilindustrie, dem Bergbau und der Medizintechnik. Die spezifischen Anwendungsgebiete sind:

1. Verschleißfeste Konstruktions- und Industriemaschinen (Kernanwendung)

• Gleitringdichtungen und Pumpenteile: Wird zur Herstellung von Gleitringdichtungen (für Kreiselpumpen, Schlammpumpen) und Pumpenlaufrädern verwendet. Seine hohe Härte (Mohs 9,1, höher als reines Aluminiumoxid) und verbesserte Zähigkeit (Bruchzähigkeit ~6 MPa·m¹/², 2–3 Mal so hoch wie die von Aluminiumoxid) widerstehen dem Verschleiß durch schnell strömende Flüssigkeiten und Feststoffpartikel und verlängern die Lebensdauer der Dichtung im Vergleich zu Dichtungen aus Metall oder reinem Aluminiumoxid um das 4–6-Fache.

• Schleif- und Mahlkomponenten: Produziert Mahlkugeln, Auskleidungen für Kugelmühlen und Sandstrahldüsen (für Bergbau und Baustoffe). Es zeichnet sich durch geringen Verschleiß (0,02–0,05 %/1000 h) und hohe Schlagfestigkeit aus und eignet sich zum Mahlen harter Materialien (Erze, Keramik, Glas) ohne Kontamination des Rohmaterials (keine Metallionenausfällung).

• Förderband- und Rohrleitungsteile: Wir fertigen Keramikauskleidungen für Materialförderer (Bandförderer, Schneckenförderer) und Rohrbogenauskleidungen für pneumatische Förderleitungen. Diese Auskleidungen widerstehen dem Aufprall von Schüttgütern (Kohle, Kies) und reduzieren die Reibung, wodurch das Problem des schnellen Verschleißes herkömmlicher Metallrohrleitungen gelöst wird.

2. Automobilindustrie (Hochbeanspruchte Bauteile)

• Motor- und Getriebeteile: Anwendung in Ventilführungen, Stößeln und Synchronringen. Die hohe Temperaturbeständigkeit (Dauereinsatz bis 1200 °C) und Verschleißfestigkeit reduzieren die Reibung zwischen beweglichen Teilen, verbessern die Motoreffizienz und verlängern die Lebensdauer (z. B. Ventilführungen bis zu 300.000 km).

• Bremssystemzubehör: Wird als Verstärkungsschicht in Keramikbremsbelägen und leichten Bremsscheibeneinsätzen verwendet. Es verbessert die Hochtemperaturstabilität des Bremsbelags (verhindert Fading bei 800–1000 °C) und reduziert Bremsgeräusche, während seine geringe Dichte (3,7–3,9 g/cm³) zur Reduzierung der ungefederten Masse des Fahrzeugs beiträgt.

• Komponenten für Elektrofahrzeuge: Das Unternehmen fertigt Isolierschläuche für Hochspannungskabel und verschleißfeste Ringe für Batteriekühlsysteme. Die elektrische Isolierung (spezifischer Volumenwiderstand ≥10¹⁴ Ω·cm) und die Korrosionsbeständigkeit (Beständigkeit gegenüber Kühl- und Elektrolyten) sind optimal auf die Hochspannungs- und Feuchtigkeitsbedingungen von Elektrofahrzeugen abgestimmt.

3. Bergbau- und Baumaschinen

• Bohrmeißel und Schneidwerkzeuge für den Bergbau: Produziert Einsätze für Gesteinsbohrmeißel (Tunnelbau, Bergbau) und Schneidzähne für Tunnelbohrmaschinen. Die hohe Druckfestigkeit (≥ 3500 MPa) und Schlagzähigkeit verhindern Brüche beim Bohren von hartem Gestein (Granit, Basalt) und verdoppeln die Standzeit des Bohrmeißels im Vergleich zu Hartmetall.

• Baumaschinenteile: Stellt Verschleißplatten für Baggerlöffel, Brecherbacken und Kolbenringe für Betonpumpen her. Sie sind abriebfest gegenüber Sand, Kies und Beton und reduzieren so die Häufigkeit des Teileaustauschs (z. B. Lebensdauer der Baggerlöffelauskleidung bis zu 2000 Betriebsstunden).

4. Medizinischer und biomedizinischer Bereich

• Komponenten für orthopädische Implantate: Verwendung in künstlichen Gelenkspacern und Knochenfixierungsplatten. Hohe Biokompatibilität (keine toxischen Verunreinigungen) und Verschleißfestigkeit (geringe Verschleißrate). < 0,08 mm³/10⁶ Zyklen) vermeiden Gewebeabstoßung und langfristigen Abrieb, geeignet für Patienten mit hohem Aktivitätsniveau.

• Zahnärztliche und chirurgische Instrumente: Stellt Gerüste für Zahnkronen (für Seitenzähne) und chirurgische Fräsen (zum Knochenbohren) her. Die Härte des Materials gewährleistet Kaubeständigkeit (bei Kronen) und Bohrpräzision (bei Fräsen), während die glatte Oberfläche eine einfache Sterilisation ermöglicht (autoklavierbar bis 134 °C).

5. Sonstige Spezialgebiete

• Hilfsteile für die Luft- und Raumfahrt: Sie werden als verschleißfeste Auskleidungen für Flugzeugfahrwerkskomponenten und als Isolierhülsen für Triebwerkseinspritzdüsen eingesetzt. Ihr geringes Gewicht und ihre hohe Temperaturstabilität erfüllen die strengen Gewichts- und Leistungsanforderungen der Luft- und Raumfahrtindustrie.

• Bauteile für elektronische Geräte: Stellt Wärmeableitungssubstrate für Hochleistungs-LEDs und Isolierscheiben für industrielle Wechselrichter her. Die Wärmeleitfähigkeit (~25 W/(m·K)) und die Isolationseigenschaften gewährleisten ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Wärmeableitung und elektrischer Sicherheit und eignen sich daher für Hochleistungselektronik.

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