Analytik von Hochleistungskeramik

Keramiken sind Werkstoffe die zu 20-30% aus kristallinen Kornern bestehen, die in einer glasartigen Zwischenphase eingebettet sind. Sie werden in der Regel bei Raumtemperatur aus einer Rohmasse von oxischen Materialien, Nitriden, Carbiden oder Boriden als pulverformigen Ausgangsstoffen geformt und erhalten ihre typischen Werkstoffeigenschaften durch eine Temperaturbehandlung meist uber 800°C. Dieser keramische Werkstoff ist als Gebrauchskeramik seit langem bekannt, z.B. als Porzellan [1]. Typische Eigenschaften der Keramik als Werkstoff sind die hohe Temperatur- und Korrosionsbestandigkeit, die Harte und die elektrisch isolierenden sowie die warmeisolierenden Eigenschaften. In den letzten Jahrzehnten gibt es eine grosse Nachfrage nach Werkstoffen, die diese Eigenschaften in extrem hohem Maβe besitzen. Diese sogenannten Hochleistungskeramiken sollen dann z.B. extrem niedrige elektrische Leitfahigkeiten fur die Verwendung als Substrate in der Mikroelektronik besitzen, in anderen Fallen gegen sehr hohe Temperaturen bestandig sein, z.B. fur Motorenteile oder fur Fusionsreaktoren, oder sie sollen eine extreme Bestandigkeit gegen Auslaugen durch Korperflussigkeiten aufweisen, wie es fur Implantatmaterialien gefordert wird. Die Einstellung dieser Eigenschaften ist stark von der Herstellung des Gefuges sowie von den Verunreinigungen und deren Verteilung im Werkstoff abhangig. So mussen Hochleistungskeramiken unter sehr streng definierten Bedingungen aus wohldefinierten Ausgangssubstanzen hergestellt werden, deren Zusammensetzung, Beschaffenheit und Mikrostruktur gut bekannt sind. Die Produktionsprozesse der Keramiken, die heute von Bedeutung sind, sind meist empirisch optimiert worden.