8. Mineralische Werkstoffe in der Elektrotechnik/Elektronik

Mineralische Werkstoffe spielen eine entscheidende Rolle in der modernen Elektrotechnik und Elektronik, obwohl metallische Materialien dominieren. Nichtmetallische mineralische Werkstoffe, wie Dielektrika, Ferroelektrika, Piezolektrika, Halbleiter und Isolatoren, sind in vielen Anwendungsbereichen unverzichtbar. Diese Werkstoffe zeichnen sich durch ihre spezifischen elektrischen Eigenschaften aus, die durch ihre atomare Struktur und Bindungsarten bestimmt werden. Dielektrika, wie keramische Materialien, haben eine geringe Elektronenleitfähigkeit und einen hohen spezifischen Widerstand, was sie ideal für die Verwendung in Kondensatoren macht. Ferroelektrika, wie Bariumtitanat, besitzen eine spontane Polarisation, die durch äußere elektrische Felder umgepolt werden kann, und finden Anwendung in Sensoren und Schaltern. Piezolektrika, wie Quarz, erzeugen elektrische Spannungen bei mechanischer Verformung und sind essenziell für präzise Oszillatoren und Frequenzstabilisatoren. Halbleiter, insbesondere Silicium, sind die Grundlage der modernen Mikroelektronik und Solarindustrie. Ihre Leitfähigkeit kann durch Dotierung gesteuert werden, was sie für eine Vielzahl von elektronischen Bauelementen unentbehrlich macht. Isolatoren, wie Muskovit und Siliciumdioxid, bieten hervorragende Isolations- und Passivierungseigenschaften, die in der Mikroelektronik und in vielen anderen technischen Anwendungen genutzt werden. Die historische Entwicklung und die kontinuierliche Suche nach neuen Materialien mit verbesserten Eigenschaften zeigen die dynamische und innovative Natur dieses Forschungsgebiets. Der Beitrag bietet eine umfassende Übersicht über die physikalischen Grundlagen, die historischen Entwicklungen und die aktuellen Anwendungen dieser mineralischen Werkstoffe, die für Fachleute in der Elektrotechnik und Elektronik von großem Interesse sind.