ZTC: Hydrothermal stabile ZrO₂-Keramik mit hohem TiC-Gehalt

Neuartiger Werkstoff mit hoher Verschleißresistenz

Drucklos gesinterte oder heiß-isostatisch behandelte Zirkoniumdioxidkeramik mit hohem Carbidgehalt, gekennzeichnet durch ein Submikrometer-Gefüge mit glasphasenfreien Korngrenzen. Je nach Beanspruchungsprofil werden spezialisierte Werkstoffzusammensetzungen und Technologievarianten entwickelt und in prototypischen Bauteilen und Musterserien umgesetzt.

Vorteile

Der Werkstoff vereint die Vorzüge bekannter Y-teilstabilisierter ZrO₂ - Keramiken wie hohe Festigkeit und extreme Feinkörnigkeit mit:

• Konstanz der angegebenen mechanischen Kennwerte unter hydrothermaler Beanspruchung (Wasser, flüssig oder Dampf bei 150-350 °C)
• deutlich höherer Härte und Verschleißresistenz (gegen Al₂O₃ an trockener Luft: nur 1/10 des Verschleißes von ZrO₂ gleicher Korngröße)
• doppelter Wärmeleitfähigkeit
• erhöhter mechanischer Alterungsbeständigkeit infolge reduzierter subkritischer Risswachstumsrate

Ein Vorteil für die Herstellbarkeit von Bauteilen aus diesem Werkstoff ist seine gute elektroerosive Bearbeitbarkeit. Hauptvorzug der Technologie ist die Möglichkeit, hohe Eigenschaftskennwerte auch ohne kostenaufwendiges Heißpressen zu erzielen.

Applikation/Einsatz

• Gleit- und Wälzlager für den Einsatz in unterschiedlichen Medien
• Keramische Messer für Medizin (Mikrotome)
• Papier- und Textilmaschinen sowie zur Verarbeitung von Pressmassen
• Gleitkopfsubstrate für Datenspeicher
• Verschleißfeste Spannzeuge hoher Präzision
• Substitution von ZrO₂ für Teile mit vorteilhafter elektroerosiver Bearbeitung

Tabelle 1: Eigenschaften: Beispiel ZrO₂ + 35vol-% TiC (+ Al₂O₃ )