Herstellungsverfahren - Keramik: Wie ein alter Werkstoff hochmodern wird - page 55

Anteil an Schmelzphase führt bei dieser Art von Korund-Keramik da-
zu, dass sie schon bei etwa 1500 °C dichtsintert. Der geringe Anteil
an bei Raumtemperatur vorhandener Glasphase oder auch an während
der Abkühlung neu entstandener Kristallphase, deren Zusammenset-
zung vom Korund abweicht, beeinträchtigt beispielsweise den Einsatz
als Substrate für leistungselektronische Schaltkreise und Gehäuse für
elektronische Speicherbausteine (z. B. EPROMs) nicht.
Erfolgt aber der Einsatz der Keramikwerkstoffe tatsächlich bei ho-
hen Temperaturen, dann muss das Dichtsintern ausschließlich auf der
Basis der Diffusion erfolgen. Die Diffusionskoeffizienten nehmen je-
doch bei den Ionen und Atomen, aus denen die Oxid- und vor allem
die Nichtoxid-Keramiken bestehen, erst bei sehr hohen Temperaturen
ausreichend hohe Werte an. Die notwendigen hohen Sintertemperaturen
verteuern die Erzeugnisse gelegentlich dramatisch. Aber nur durch sie ist
es möglich, die geforderten Eigenschaften der Erzeugnisse zu garantie-
ren. Die Werkstoffe weisen meist eine Kristallgröße von nur wenigen µm
auf. Abbildung 3.15 zeigt die regelmäßige Mikrostruktur einer Korund-
Keramik.
Man unterscheidet kontinuierlich und diskontinuierlich arbeitende
Öfen.
Die kontinuierlich betriebenen Öfen bzw. Kanal- oder Tunnelöfen eig-
nen sich für Massenprodukte, gestatten Temperaturen bis etwa 1500 °C
und arbeiten ohne Unterbrechung über einen Zeitraum von mehre-
ren Jahren. Das Brenngut wird durch die Öfen „gefahren“, wobei es
die Abschnitte Aufheizen, Halten der Brenntemperatur und Abkühlen
durchläuft. Die Beheizung erfolgt in der Regel mit Gas, seltener auch
elektrisch. Manchmal muss eine spezielle Sinteratmosphäre eingestellt
werden, was bei gasbeheizten Öfen relativ problemlos erfolgt. Die zu
brennenden Rohlinge werden auf Unterlagen, den Brennhilfsmitteln,
transportiert. Sie dürfen nicht mit dem Brenngut reagieren, müssen
dessen Schwindung beim Brand zulassen und den häufigen Temperatur-
wechsel vertragen.
Porzellan wird in solchen Öfen in Abhängigkeit von der exakten Zu-
sammensetzung bei 1300-1450 °C gebrannt. Kanalöfen kommen auch
für die flussmittelhaltige Korund-Keramik bei Temperaturen von 1450-
1550 °C zum Einsatz. Für Fliesen nutzt man Kanalöfen (Rollenöfen) mit