8. Keramische Werkstoffe

Zu den keramischen Werkstoffen zählen wir eine große Zahl nichtmetallischer und anorganischer Werkstoffe, bei denen der elektrische Widerstand (im Gegensatz zu den Metallen) mit steigender Temperatur abnimmt. Keramiken zeichnen sich in der Regel durch hohe Druckfestigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit und eine hohe chemische Beständigkeit aus. Keramiken können kristallin und amorph (als Glas) vorliegen. Es gibt einatomare keramische Stoffe, wie Graphit oder Diamant. Zu den nichtoxidischen keramischen Stoffen gehören Hartstoffe wie SiC oder Si\(_3\)N\(_4\) (Karbide und Nitride). Oxidkeramiken, und insbesondere keramische Werkstoffe, die sich vom Dreistoffsystem SiO\(_2\)-CaO-Al\(_2\)O\(_3\) ableiten, spielen als feuerfeste Werkstoffe eine wichtige Rolle. Gläser entstehen durch schnelles Abkühlen von SiO\(_2\)-Schmelzen. Das Fensterglas besteht aus einem unregelmäßigen Netzwerk von [SiO\(_{4}\)]\(^{4-}\) -Tetraedern, in welches Na\(^{+}\)-Ionen eingelagert sind. Wir diskutieren in diesem Kapitel die besonderen mechanischen Eigenschaften von Gläsern, insbesondere ihre stark temperaturabhängige Viskosität. Abschließend besprechen wir diejenigen Keramiken, die als Baustoffe zum Einsatz kommen, insbesondere Zement und Beton.