Dispersionskeramiken / Plateletverstärkte Keramiken

Dispersionskeramiken finden im Bereich des Maschinenbaus, aber auch im Biomedizinischen Bereich, mannigfaltige Anwendungen. Die Anwendungen reichen von klassischen Zerspanwerkzeugen für die Metallbearbeitung bis hin zu keramischen Implantaten, wie sie im Bereich der Hüftgelenksprothetik zum Einsatz kommen. Das IFKB beschäftigt sich im Rahmen dieses Forschungsschwerpunktes mit der Entwicklung umwandlungsverstärkter Dispersionskeramiken im werkstofflichen Spannungsfeld Zirkonoxid und Aluminiumoxid. Die hierbei entwickelten ZTA und ATZ Keramiken weisen ein verbessertes Eigenschaftsprofil hinsichtlich Härte, Zähigkeit und Festigkeit im direkten Vergleich zu den reinen Werkstoffen wie Aluminiumoxid und Zirkonoxid auf.

Zudem kann die hydrothermale Alterung, wie es bei reinen Zirkonoxidwerkstoffen anzutreffen ist, durch die Beimengung von Aluminiumoxid weitestgehend verhindert werden und somit der Anwendungsbereich erheblich erweitert werden. Weitere Möglichkeiten zur Zähigkeitssteigerung in ZTA und ATZ Werkstoffen stellt die Einbringung von plateletartigen Hexaaluminaten dar. Diese Verstärkungsstrukturen können im Rahmen eines maßgeschneiderten Sinterprozesses in situ im Material entstehen und stellen einen weiteren Forschungsschwerpunkt der Abteilung Hochleistungskeramik dar.