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Ceramic Matrix Composite (CMC)

CSIC_Bremsscheibe_gr
Charakteristisch für faserverstärkte Verbundwerkstoffe mit keramischer Matrix (CMC = Ceramic Matrix Composites ) ist die zwischen Fasern eingebettete Matrix aus einem keramischen Material. Typische Faserwerkstoffe sind Kohlenstoff, Siliziumkarbid, Aluminiumoxid und Mullit. Als Matrixkomponenten stehen Aluminiumoxid, Zirkonoxid und Siliziumkarbid im Vordergrund. Die Terminologie der CMC folgt dem Prinzip: „Fasertyp/Matrixtyp“. So steht zum Beispiel „C/SiC“ für kohlenstofffaserverstärktes Siliziumcarbid. Häufig wird dieser Bezeichnung noch die Herstellmethode vorangestellt.

Überall dort, wo die Kombination aus Bruchfestigkeit und Bruchzähigkeit von herkömmlichen technischen Keramiken wie Aluminiumoxid, Siliziumkarbid oder Zirkonoxid nicht hinreichend ist, haben die keramischen Faserverbundwerkstoffe eine stürmische Entwicklung hinter sich. Weil selbst kleine Fertigungsfehler oder Kratzer auf der Oberfläche konventioneller Keramiken zu Rissbildung führen können, war bislang der Weg in viele Anwendungen verschlossen. Erst die Einbettung von Fasern konnte den Risswiderstand wie auch die Dehnbarkeit, Bruchzähigkeit und Thermoschockbeständigkeit zum Teil drastisch erhöhen. Typische Anwendungen sind Bremsscheiben für Pkw, Notgleitsysteme für den Transrapid, Notlaufsysteme für schnell drehende Maschinen oder Reibbeläge für Kupplungen.

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