Silikat-Keramiken für technische Anwendungen - Keramik: Wie ein alter Werkstoff hochmodern wird - page 76

Ausführliches zu Steatit-Keramik kann man aus [ 3 , Abschn. 3.1.3]
entnehmen.
Der Hauptrohstoff für die Herstellung von Steatit-Keramik ist Speck-
stein bzw. Talkum. Er wird als Gestein noch heute zur Herstellung von
Figuren benutzt. Die leichte mechanische Bearbeitbarkeit resultiert aus
dem schichtförmigen Kristallgitter. Wahrscheinlich eher durch Zufall
stellte man fest, dass Speckstein beim Erhitzen Kristallwasser verliert
und in ein sehr hartes, temperaturbeständiges, elektrisch isolierendes
Material umwandelt. Es lag nahe, eine Mischung von Speckstein mit den
für Porzellan bekannten Rohstoffen Kaolin und Feldspat vorzunehmen,
diese zu formen und zu brennen. Es entstand der Steatit. Eine spektaku-
läre Anwendung erfolgte, als man für den ersten deutschen Radiosender
in Königs-Wusterhausen bei Berlin einen mechanisch hochfesten und
elektrisch isolierenden Sockel für den Sendemast benötigte. Porzellan
erfüllte zwar die elektrischen, nicht aber die mechanischen Forderungen.
Man stellt noch heute Steatit-Keramik aus den Rohstoffen Speckstein
(bis 80%), Feldspat und Ton her. Speckstein ist ein weiches Magnesi-
umhydrosilikat der Zusammensetzung Mg 3 [(OH) 2 Si 4 O 10 ]. Die Zugabe
von Ton erleichtert die bildsame Formgebung von Steatit-Massen. Feld-
spat senkt - hier im Zusammenspiel mit Ton - die Sintertemperatur und
verbreitert das technisch zulässige Sinterintervall. Beim Brennen spaltet
Speckstein (wie die Tonmineralien) das Hydratwasser ab. Es entsteht die
Kristallphase Protoenstatit (MgO SiO 2 ) mit einem sehr hohen spezifi-
schen elektrischen Widerstand. Gleichzeitig fallen in der Steatit-Keramik
die dielektrischen Verluste im Vergleich zu Porzellan auf etwa die Hälf-
te. Die Druckfestigkeit steigt auf das Doppelte. Abbildung 4.5 zeigt die
Mikrostruktur.
Soll der Einsatz im Hochfrequenzbereich erfolgen, wird der Feldspat
durch Bariumkarbonat ersetzt. Es dissoziiert beim Brennen zu BaO und
CO 2 . Das BaO wirkt einerseits ebenfalls als Flussmittel. Andererseits
führt der große Ionenradius des Ba 2+ zu einer nochmaligen, deutlichen
Steigerung des spezifischen elektrischen Widerstands bei gleichzeitiger
Senkung der dielektrischen Verluste. Der Werkstoff hat die Bezeichnung
Sondersteatit-Keramik erhalten und wird heute noch angewendet. Hier
sind insbesondere elektrische Schaltgeräte, die Licht- und Wärmetech-
nik, die Fahrzeugelektrik und der elektrische Apparatebau zu nennen.