Faserverstärkte SiC‐Keramik: Eigenschaften und Anwendungen

Mit Verbundkeramiken ist eine Werkstoffklasse entstanden, bei denen sich verschiedene Herstellverfahren mit unterschiedlichen Qualitäten entwickelt haben [1]. Es wird eine Verbundkeramik mit C‐ bzw. SiC‐Fasern und SiC‐Matrix vorgestellt, die über die Infiltration der Fasern mit dem CVI‐Verfahren (Chemical Vapour Infiltration) hergestellt wird [2]. Die Eigenschaften werden bestimmt durch die Qualität der Einbettung der Fasern in die Matrix. Nur eine schwache Ankopplung zwischen Fasern und Matrix erlaubt es, Festigkeit und Dehnbarkeit der Fasern auszunutzen. Die gemessenen Risswiderstände solcher Verbundkeramiken liegen im Bereich von Metallen wie zum Beispiel Grauguss. Anwendungen konzentrieren sich bisher auf Gebiete, in denen die bekannten Werkstoffe nicht eingesetzt werden können. Gründe hierfür sind zum Beispiel zu hohe Temperaturen, Thermoschock‐ und Sprödbruchverhalten und Verschleiß. Beispiele sind Steuerklappen aus dem Bereich der Raumfahrt, die beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre Temperaturen über 1600 °C ausgesetzt sind, und hoch belastete Gleitlager für Großpumpen, in denen Verbundkeramik seit über zehn Jahren als Wellenschutzhülse eingesetzt wird.