Silikat-Keramiken für technische Anwendungen - Keramik: Wie ein alter Werkstoff hochmodern wird - page 79

verhält. Mit steigender Temperatur dehnen sich die Kristalle in Rich-
tung der Flächen (a-Richtung) stärker als senkrecht (c-Richtung) dazu
aus. In c-Richtung ziehen sie sich sogar zusammen, wie man es von
der Einschnürung duktiler, metallischer Werkstoffe vor dem Bruch durch
Zugbelastung kennt. Daraus resultiert, dass sich Indialit-Einkristalle bei
Temperaturerhöhung extrem anisotrop verhalten.
Cordierit-Keramik ist jedoch, wie andere Keramiken, ein polykris-
talliner Werkstoff mit einer völlig willkürlichen Anordnung von etwa
5 µm kleinen Kristallen, die sich in einer Glasmatrix befinden. Dadurch
kompensieren sich die achsabhängigen Dehnungen mehr oder weniger
stark. Da der Werkstoff auch noch Glasphase und gegebenenfalls Mul-
lit-Kristalle mit Ausdehnungskoeffizienten in der Größenordnung von
5 10 6 K 1 enthält, entsteht, abhängig vom Anteil der Phasen, eine
insgesamt positive, aber sehr niedrige thermische Dehnung von etwa
2 10 6 K 1 .
Beispiel
Cordierit-Keramik dieser Art wird beispielsweise in der Keramikin-
dustrie selbst als Brennhilfsmittel eingesetzt. Diese müssen möglichst
oft das Erhitzen und Abkühlen im keramischen Brand ohne Zerstö-
rung überstehen.
Beispiel
Der niedrige thermische Ausdehnungskoeffizient prädestiniert diese
Keramik auch zur Herstellung von Katalysatorträgern für die Auto-
mobiltechnik. Verbrennungsmotoren werden angelassen, erreichen
schnell eine Betriebstemperatur der Abgase um 1050 °C und kühlen
beim Abschalten schnell aus. Beim start-stop-Betrieb vor allem in
Städten tritt dieser Vorhang sehr häufig auf. Das führt zu einer hohen
Temperaturwechselbelastung der Katalysatorträger. Die Cordierit-
Keramik-Katalysatorträger gehören zur Gruppe der Wabenkeramik.
Sie besitzen parallel geführte, < 1mm dünne Kanäle, die mit den
Edelmetallen Platin oder, heute verstärkt, mit Palladium, dem eigent-
lich aktiven Katalysatorwerkstoff, beschichtet sind. Je Katalysator
werden etwa 2 g Palladium eingesetzt.
Die Abgase strömen durch die langen Waben und erhitzen den Ka-
talysatorträger, wobei zusätzlich zum Anlassen und Ausschalten ein